流体力学第1章第2节资料.ppt

* 将(2) 式代入(1)式得： 两边积分： * h=5.62m ∴经四小时后贮槽内液面下降高度为： 9－5.62=3.38m * 3、流体流动的求解方法： ① 画出示意图； ② 上、下游截面以及基准水平面要在图中标出； ③上、下游截面应与流动方向垂直，两截面间流体应该是连续不断的； ④ 各个物理量的单位要 一致； ⑤ 压强要注意其基准，等式两边要用同一基准； ⑥ 所取截面应该是已知条件最多的，或待求物理量应取在两 截面之间，或在其中一个截面上； ⑦ 等号左边是上游截面，右边是下游截面，阻力是加在下游 截面侧； ⑧ 算出的结果的压强后面应加上真空度、表压或绝压。 * 07/16/96 * ## * 07/16/96 * ## * 07/16/96 * ## * 07/16/96 * ## * 07/16/96 * ## * 3) 基准水平面的选取 基准水平面的位置可以任意选取，但必须与地面平行，为了计算方便，通常取基准水平面通过衡算范围的两个截面中的任意一个截面。如衡算范围为水平管道，则基准水平面通过管道中心线，ΔZ=0。 4) 单位必须一致 在应用柏努利方程之前，应把有关的物理量换算成一致的单位，然后进行计算。两截面的压强除要求单位一致外，还要求表示方法一致。 * 2、柏努利方程的应用 1) 确定流体的流量 例1：20℃的空气在直径为80mm的水平管流过，现于管路中接一文丘里管，如本题附图所示，文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉径处接一细管，其下部插入水槽中。空气流入文丘里管的能量损失可忽略不计，当U管压差计读数R=25mm，h=0.5m时，试求此时空气的流量为多少m3/h? 当地大气压强为101.33×103Pa。 * 分析： 求流量Vh 已知d 求u 直管 任取一截面 柏努利方程 气体 判断能否应用？ 解：取测压处截面1-1’及喉颈处截面2-2’为上下游截面，以管道中心线作基准水平面。 * 截面2-2’处压强为 ： 流经截面1-1’与2-2’的压强变化为： 截面1-1’处压强 ： * 在截面1-1’和2-2’之间列柏努利方程式。 由于两截面无外功加入，We=0。 能量损失可忽略不计Σhf=0。 柏努利方程式可写为： 式中： Z1=Z2=0 P1=3335Pa（表压） ，P2= - 4905Pa（表压 ） * 化简得： 由连续性方程有： * 联立(a)、(b)两式 * 2）确定容器间的相对位置 例2：如本题附图所示，密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽中的液面维持恒定，塔内表压强为9.81×103Pa，进料量为5m3/h，连接 管直径为φ38×2.5mm，料液在连接 管内流动时的能量损失为30J/kg(不包 括出口的能量损失)，试求高位槽内 液面应比塔内的进料口高出多少？ * 分析： 解：取高位槽液面1-1’为上游截面，连接管出口内侧2-2’为下游截面,并以截面2-2’的管中心线为基准水平面，在1-1’和2-2’两截面间列柏努利方程式： 高位槽、管道出口两截面 u、p已知 求△Z 柏努利方程 * 式中： Z2=0 ；Z1=? P1=0(表压) ； P2=9.81×103Pa(表压） 由连续性方程 ∵A1A2, We=0 ， ∴u1u2, u1可忽略，即u1≈0。 将上列数值代入柏努利方程式，并整理得： * 3) 确定输送设备的有效功率 例3：如图所示，用泵将河水打入洗涤塔中，喷淋下来后流入下水道，已知管道内径均为0.1m，流量为84.82m3/h，水在塔前管路中流动的总摩擦损失(从管子口至喷头进入管子的阻力忽略不计)为10J/kg，喷头处的压强较塔内压强高0.02MPa，水从塔中流到下水道的阻力损失可忽略不计，泵的效率为65%，求泵的轴功率。 * 分析：求N N=WeWs/η 求We 柏努利方程 P2=? 塔内压强 整体流动非连续 截面的选取？ 解：取塔内水面3-3’为上游截面，下水道液面4-4’为下游截面，取地平面为基准水平面，在3-3’和4-4’间列柏努利方程： * 将已知数据代入柏努利方程式得： * 式中： 计算塔前管路，取河水表面为1-1’截面为上游截面，喷头内侧2-2’截面为下游截面，以地面为基准水平面。在1-1’和2-2’截面间列柏努利方程。 * 将已知数据代入柏努利方程式 泵的功率： 例4：如图，一管路