流体力学基础-第三章-一维流体动力学基础解读.ppt

解：整个流动是从水箱水面通过水箱水底经管道流入大气中，它和大气相接的断面是水箱水面1-1和出流断面2-2.取基准水平面0-0通过出水口的形心。 （1 ） （2）为求M点压强必须在M点出取断面 例 P59 第七节 流体定常流动量方程 定常流动量方程式是动量守恒定律在流体力学中的具体应用，它是用来分析流体在流动空间内的流动平衡规律，解决流体与固体间相互作用力问题的。 动量定理：物体在dt时间内的动量增量等于该物体所受外力的合力在同一时间内的冲量，即 为了避免力和流速进行矢量计算，将上式向三个坐标轴投影，得 式中 各外力在坐标轴上投影代数和； —流体动量改变前的速度在坐标轴上投影； —流体动量改变后的速度在坐标轴上投影。 3.9 恒定流动量方程 总流动量方程的应用条件和注意事项：应用总流动量方程时必须满足下列条件： ① 恒定流动； ② 所取过流断面为渐变流或均匀流断面； ③ 不可压缩流体。 应用总流动量方程时还需注意以下各点： ① 总流动量方程对理想流体和实际流体均适用。 ② 正确选取控制体，全面分析作用在控制体内流体上的外力。特别注意控制体外的流体通过两过流断面对控制体内流体的作用力，此力为断面上相对压强与过流断面面积的乘积。 3.9 恒定流动量方程 应用总流动量方程时还需注意以下各点： ③ 总流动量方程式中的动量差是指流出控制体的动量减去流入控制体的动量，两者不能颠倒。 ④ 动量方程宜采用投影式进行计算。正确确定外力和流速的投影正负，若外力和流速的投影方向与选定的坐标轴方向相同则为正，相反则为负。 ⑤ 流体对固体边壁的作用力F与固体边壁对流体的作用力F′是一对作用力和反作用力。应用动量方程可先求出F′，再根据F=－F′求得F。 求解步骤： 1、取控制体； 2、分析外力（端面压力、侧面压力、重力和流动阻力）； 3、求动量增量； 4、解出未知力。 例 * * * * * * * * * * * * * 1. 微小流束连续性方程 如图所示，在总流上取一微小流束，过水断面分别为dA1 和dA2 ，相应的平均流速分别为υ1和υ2 ，密度ρ1 和ρ2 。由于微小流束的表面是由流线围成的，所以没有流体穿入或穿出流束表面，只有两端面dA1 和dA2有流体的流入和流出。在dt时间内对于dA1断面： 对于dA2断面： 根据质量守恒定律： 对不可压缩流体： 1. 微小流束连续性方程 推而广之，在全部流动的各个断面上： 由此得出速度之比与断面积之比之间的关系： 1. 微小流束连续性方程 将微小流束连续性方程两边对相应的过水断面A1及A2进行积分可得： —总流的连续性方程，它说明可压缩流体做定常流动时，总流的质量流量保持不变。 2. 总流的连续性方程 对不可压缩流体： —不可压缩流体定常流动总流的连续性方程，其物理意义是：不可压缩流体做定常流动时，总流的体积流量保持不变；各过水断面平均流速与过水断面面积成反比，即过水断面面积↑处，流速↓；而过水断面面积↓处，流速↑。 对于理想流体和实际流体均可适用。 2. 总流的连续性方程 有输入或输出的情况 例：断面为50X50cm2的送风管，通过abcd四个40X40cm2的送风口向室内输送空气，送风口气流平均速度为5m/s,求通过送风管1-1,2-2,3-3各断流面的流速和流量。 解：每一个送风口流量 第四节 流体定常流能量方程 瑞士物理学家、数学家伯努利(D.Bernoulli，1700 －1782)。1738年撰写和出版了《流体动力学》一书，建立了反映理想流体做定常流动时能量关系的伯努利方程。 －Bernoulli方程 雅各布第一.伯努利：伯努利大数定律 约翰第一.伯努利：罗比塔法则、变分法（有限元原理基础），是欧拉的老师 丹尼尔第一.伯努利：《流体力学》 连续性方程是运动方程式，它只给出了沿一维流动方向上断面流的变化规律，完全没有涉及流体的受力性质，因此不能给出流速的绝对数值。 能量方程式表达了流体流动各质点沿流程位置、压强和速度之间的关系，本节先介绍理想流体元流，最后给出实际总