第四章 流体动力学基础讲解.ppt

1 外力对液体所做的功 W = p1A1v1dt - p2A2v2dt = (p1-p2) ?V 2 机械能的变化量 位能的变化量：? Ep = mg?h = ρg ?V (z2 - z1) 动能的变化量：? Ek = m?v2/2 =ρ?V(v22 - v21)/2 根据能量守恒定律，则有：W = ?Ep + ? Ek (p1-p2) ?V= ρg ?V (z2-z1) +ρ?V(v22-v21)/2 整理后得单位重量理想液体伯努利方程为： p1 +ρg Z1 +ρv12 / 2 = p2+ρg Z2 +ρv22/2 或 p/ρg +Z+ v2 /2g= C（c为常数） 二、理想流体微小流束的伯努利方程的意义 p/ρg +Z+ v2 /2g= C（c为常数） 1、物理意义 理想重力流体微小流束稳定流动时，流体中任意点的总比能为一常数，但各点的比位能、比压能和比动能可以相互转换。 p/ρg +Z+ v2 /2g= C（c为常数） 2、水力意义 理想重力流体微小流束稳定流动时，流体中任意点的总水头为一常数，但各点的位置水头、压力水头、速度水头可以相互转换。 p/ρg +Z+ v2 /2g= C（c为常数） 3、几何意义 理想重力流体微小流束稳定流动时，流体中任意点的位置高度、测压管高度和测速管高度可以相互转换。 三、理想流体微小流束的伯努利方程示意图 第二节 层流与紊流 一、雷诺试验（见动画） 二、层流与紊流 层 流： 液体的流动是分层的，层与层之 间互不干扰 。 紊流（湍流）：液体流动不分层，做混杂紊乱流动。 三、临界流速 通常把流动状态转化时，流过管道过流断面的平均流速称为临界流速，用vc表示。 上临界流速 下临界流速 第三节 流动阻力和水头损失 一、沿程阻力与沿程损失 定 义:液体沿等径直管流动时，由于液体的粘性摩擦和而产生的压力损失。其公式为： 二、局部阻力与局部损失 定义 :液体流经管道的弯头、接头、突变 截面以及阀口 滤网等局部装置时， 液流会产生旋涡，并发生强烈的紊 动现象，由此而产生的损失称为局 部损失。 产生原因： 碰撞、旋涡（突变管、弯 管)产生附加摩擦 附加摩擦 — 只有紊流时才有，是由于 分子作横向运动时产生的 摩擦，即速度分布规律改 变，造成液体 的附加摩擦。 第四章 流体动力学基础 天津中德职业技术学院 赵维 学前提问： 第一节 理想流体的伯努利方程 一、理想流体微小流束的伯努利方程 能量守恒定律：理想液体在管道中稳定流动时，根据能量守恒定律，同一管道内任一截面上的总能量应该相等。 或：外力对物体所做的功应该等于该物体机械能的变化量。 四、雷诺数 雷诺数：液体惯性力与粘性力之比的无量纲数。