4流体动力学

null （36学时） （36学时）贵州大学机械 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院 罗瑜 luoyforever@hotmail.com第四章 流体动力学null一 中心：流体运动时，断面上速度和压力的关系——伯诺里方程 二 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ：⑴建立流体微团的运动微分方程 ⑵ 伯诺里积分，推导伯诺里方程 ⑶ 伯诺里方程的应用 ⑷ 动量方程 三 重点：伯诺里方程null研究方法和线索： 与第二章不同：考虑黏性力，但假想为不计黏性的理想流体 实际流体 微团→微流束→总流本章内容本章内容§4-1 理想流体微团的运动微分方程 §4-2 理想流体运动微分方程的Benoulli积分 §4-3 伯诺里方程和连续方程的应用 §4-4 动量方程null一 受力 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 质量力： 表面力： §4-1 理想流体微团的运动微分方程§4-1 理想流体微团的运动微分方程二 力的方程 （ 为相对运动加速度） ① 同理： ② ③ null 积分求出 和 的关系 本章内容本章内容§4-1 理想流体微团的运动微分方程 §4-2 理想流体运动微分方程的Benoulli积分 §4-3 伯诺里方程和连续方程的应用 §4-4 动量方程§4-2 理想流体运动微分方程的Benoulli积分§4-2 理想流体运动微分方程的Benoulli积分 ①·dx+②·dy+③·dz得： ⑴⑵⑶null一 假设条件 a.不可压缩流体 b.定常流动 c.沿着一条流线积分，得微流束的连续方程 null讨论三项积分 ⑴ 只讨论质量力，只有重力 ⑵ ⑶ null 积分得： 两边除以g： null静止时 （伯诺里方程的实质是能量守恒）微流束1断面2断面重力势能压力作的损失能量动能null二 理想流体总流的伯诺里方程 1.两个概念： ∵不可压缩流体12缓变流缓变流缓变流层流（慢） 紊流（流动快）null⑴缓变流动：流动的流线几乎是平行直线的流动 急变流动：流线不是平行直线 ⑵缓变流断面：在缓变流区域内所取断面 总流的伯诺里方程建立在不可压缩流体、定常流动的缓变流断面上null∵在缓变流断面上， （静力学方程） null 有两种积分： a. b. 理想流体： null积分得： 上式为实际流体总流的伯诺里方程推导结果 null与微流束的积分方程不同 ⑴ 微流束积分取任意断面，总流取缓变流断面 ⑵微流束积分中实际速度，总流积分中是平均速度null三 物理意义：能量守恒定律 null理想流体：总水头线是水平的 实际流体：总水头线是沿程下降 判断： ⑴ 流体从能量高处流向能量低处（√） ⑵ 流体从压力高处流向压力低处（×） ⑶ 流体从位置高处流向位置低处（×） 四 几何意义四 几何意义bc1aa'2c'b'H总水头线测压管水头线null练习：请画出下图的总水头线、实际总水头线和测压管水头线 总水头线实际总水头线测压管水头线null沿程阻力损失：管路上损失 局部阻力损失：阀等配件上的损失 液压传动：静压做功，压力能 液力传动：动能（液力耦合器）null五 使用条件和使用注意事项 1. 使用条件 ⑴ 不可压缩 ⑵ 定常流动 ⑶ 缓变流断面 ⑷ 质量力只有重力 ⑸ 分支和汇流不能同时使用null2. 注意事项 ⑴ 选断面：已知条件最多 管流取中点 ⑵ 同取相对或绝对压力 ⑶ 不一定相等 ⑷ 取基准面，位置水头避免为负 ⑸ 系统外加能量 ，放在方程的左边 气体：速度低于400 时，也被认为是不可压缩流体 本章内容本章内容§4-1 理想流体微团的运动微分方程 §4-2 理想流体运动微分方程的Benoulli积分 §4-3 伯诺里方程和连续方程的应用 §4-4 动量方程§4-3 伯诺里方程和连续方程的应用§4-3 伯诺里方程和连续方程的应用1.行驶的火车将靠近的人吸入 分析 空气产生的力null2.同向行驶的船 分析： 是 和 的合成速度。 ，产生的力使两船更近。 null3.球在空中的运动 分析： 球会向左，产生旋转 null4.机翼升力产生，也利用了伯诺里方程null 15°气流速度机翼面积升力系数阻力系数null5.以模型做风洞实验的条件：(相似理论) 几何相似 运动相似 动力相似 汽车风洞实验室：同济大学 null飞行器风洞实验室：四川绵阳 null一 毕托管——一种测量流速的仪器 12 null 沿程损失（实际流体） 理想流体， ①以 为基准面 ②列1，2点伯诺里方程 ③ ④已知 静压动压全压null改为U型管 此时 取 等压面，根据 静力学基本方程 null实际毕托管毕托管又称测速管 1口测得流体的静压，即流体平行于管口流过，未受阻止。 2口面向流体流来的方向，流入管内的流体被阻止，形成驻点，使流体压强增加 前两者压强差值可测量出 ，则可求得流速 null用毕托管测流量 ①管嘴对准来流方向 ②在断面上测5，6个点，取平均值 ③流量=平均速度×过流面积 null二 文丘里流量计 取0-0为基准面 列1-1，2-2断面的伯诺里方程 已知 又 null以 为等压面，根据静力学基本方程 为流量系数，取0.98 null三 孔板流量计K=0.60～0.62 损失比文丘里大null用管子把容器中的液体吸出 条件： ⒈出口液面比自由液面低H 以2-2断面为基准面，列1-1，2-2的伯诺里方程四 虹吸现象当 ，则 ，有 当 ，则 ，无流量 当 ，无流量 null⒉ 3-3断面有真空度 以1-1断面为基准面，列1-1，3-3断面的伯诺里方程 null例1 有一弦长2m翼展，12m的长方形机翼在空气中以300km/h的速度行驶，若 ， 时，求升力、阻力和功率N null解：null例2 有一渐缩管，水垂直向上流动，已知 ， ， ， ， 不计损失，试求流量 解：以1-1断面为基准面 列1-1，2-2的伯诺里方程 已知 null例3 如图所示，求当 时，求水的流速，不计损失， 解：以 为基准面 列1，2点的伯诺里方程 null取等压面A-B，根据静力学基本方程 null例4 如图所示，吸管端喷嘴直径 ，管道直径 ，不计损失。求：①喷嘴出流的速度 及流量，②E处的流速和压强 解：①以 为基准面 列1-1，2-2断面伯诺里方程 null② 列1-1，3-3断面的伯诺里方程 null例5 教材P70 例1 解：以3-3断面为基准面，列2-2，3-3断面的伯诺里方程 （相对压强） 列1-1，2-2断面的伯诺里方程 null例6 教材P71 例2 解：以 为基准面，列1-1，2-2的伯诺里方程 null例7 教材P72 例4 解：以1-1为基准面，列1-1，2-2的伯诺里方程 水泵安装高度=允许的真空度 过高的压力会发生气化现象，即水气化 本章内容本章内容§4-1 理想流体微团的运动微分方程 §4-2 理想流体运动微分方程的Benoulli积分 §4-3 伯诺里方程和连续方程的应用 §4-4 动量方程§4-4 动量方程 §4-4 动量方程 一 动量定理： 冲量=动量的增量 牛顿定律 null取微小流体控制体，1-1，2-2断面及管壁所围液体 后，由1-1，2-2流动到 ，⒈始动量 ⒉末动量 null⒊动量增量 null根据动量定理： 分解： ——控制体所受 的合力 null 为管壁对流体的作用力 直管没有冲量的动量改变， null使用方法： ⒈取控制体，沿着流道取控制体，受力分析 ⒉用平均速度代替实际速度，动量修正系数 ⒊分解在x，y，z方向，分别求例1 有一水枪喷嘴，入口处直径为50mm，出口直径为25mm，喷嘴前的压力19.6×104Pa。流量Q=0.005m3/s。求①喷嘴与水管接头处所受的压力；②挡板所受冲击力 例1 有一水枪喷嘴，入口处直径为50mm，出口直径为25mm，喷嘴前的压力19.6×104Pa。流量Q=0.005m3/s。求①喷嘴与水管接头处所受的压力；②挡板所受冲击力 解：①取1-1，2-2断面及喷嘴所围液体为控制体 根据动量方程 null ∴所受拉力与 大小相等，方向相反 null②取控制体2-2，3-3，4-4及挡板所围流体 null null例2 水流过弯管，求弯管所受作用力 解：取控制体1-1，2-2弯管 nullnull例3 水从水箱喷出，求水箱所受推力解：取喷嘴液面为控制体 列1-1，2-2断面的伯诺里方程 对于气体来说， 除了动能转换， 还有热能转换