《流体动力学教学课件PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体动力学教学课件PPT.ppt（20页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、1,1.2 流体动力学,1.体积流量 单位时间内流经管道任意截面的流体体积。qVm3/s或m3/h2.质量流量 单位时间内流经管道任意截面的流体质量。qmkg/s或kg/h。,二者关系：,一、流量,1.2.1 流体的流量与流速,2,二、流速,2.质量流速 单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。,流速（平均流速）单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。,kg/（m2s）,流量与流速的关系：,m/s,3,1.2.2 定态流动与非定态流动,定态流动：各截面上的温度、压力、流速等物理量仅随位置变化，而不随时间变化；,非定态流动：流体在各截面上的有关物理量既随位置变化，也随时间变化。,4,1.2.
2、3 定态流动系统的质量衡算 连续性方程,对于定态流动系统，在管路中流体没有增加和漏失的情况下：,推广至任意截面,连续性方程,5,不可压缩性流体，,圆形管道：,即不可压缩流体在管路中任意截面的流速与管内径的平方成反比。,6,1.2.4 定态流动系统的机械能衡算 柏努利方程,一、理想流体的机械能衡算,p2,u2,衡算范围：1-1、2-2截面以及管内壁所围成的空间衡算基准：1kg流体基准面：0-0水平面,7,（1）内能 贮存于物质内部的能量。1kg流体具有的内能为U（J/kg）。,（2）位能 流体受重力作用在不同高度所具有的能量。1kg的流体所具有的位能为zg（J/kg）。,（3）动能 1kg的流体
3、所具有的动能为(J/kg),8,（4）静压能,静压能=,9,（1）,柏努利方程式,不可压缩性流体，,式（1）为以单位质量流体为基准的机械能衡算式，各项单位均为J/kg。,根据能量守恒原则，必有,10,将(1)式各项同除重力加速度g:,（2）,式中各项单位为,式（2）即为以重量流体为基准的机械能衡算式。,11,二、实际流体的机械能衡算,12,（2）外功(有效功)1kg流体从流体输送机械所获得的能量为We(J/kg)。,（1）能量损失。,设1kg流体损失的能量为Wf（J/kg）。,（3）,（4）,或,13,其中,He外加压头或有效压头，m;,hf压头损失，m。,14,三、柏努利方程的讨论,（1）若
4、流体处于静止，u=0，Wf=0，We=0，则柏努利方程变为,说明柏努利方程即表示流体的运动规律，也表示流体静止状态的规律。,（2）理想流体在流动过程中任意截面上总机械能、总压头为常数，即,15,16,We、Wf 在两截面间单位质量流体获得或消耗的能量。,（3）zg、某截面上单位质量流体所具有的位能、动能和静压能；,有效功率：,轴功率：,17,（4）柏努利方程式适用于不可压缩性流体。对于可压缩性流体，当 时，仍可用该方程计算，但式中的密度应以两截面的平均密度m代替。,18,四、柏努利方程的应用,管内流体的流量；输送设备的功率；管路中流体的压力；容器间的相对位置等。,利用柏努利方程与连续性方程，可以确定：,19,（1）根据题意画出流动系统的示意图，标明流体的流动方向，定出上、下游截面，明确流动系统的衡算范围；,（2）位能基准面的选取 必须与地面平行；宜于选取两截面中位置较低的截面；若截面不是水平面，而是垂直于地面，则基准面应选过管中心线的水平面。,20,（4）各物理量的单位应保持一致，压力表示方法也应一致，即同为绝压或同为表压。,（3）截面的选取 与流体的流动方向相垂直；两截面间流体应是定态连续流动；截面宜选在已知量多、计算方便处。,
