2007土建第4章1g.ppt

工程计算上着眼于总流在过流断面上的平均值，因此伯努力方程式中的各项如以过流断面上的平均值表示，则更有实际价值。 ?4-3实际伯诺里方程 及其应用 ?总流的伯努利方程 元流——单位质量流体的伯努力方程 总流——全部质量流体的伯努力方程——积分 (1)动能项——积分项里的速度应变为过流断面的平均速度V ?4-3实际伯诺里方程 及其应用 ∵过流断面的平均速度为V ∴过流断面上单位重量流体的平均动能为 而过流断面上流体的真实动能为 ∵过流断面的平均速度与任一点速度的关系为 ∵ ∴ 所以 显然 ?总流的伯努力方程 (2)位能与压能项： ?4-3实际伯诺里方程 及其应用 N-S方程的第二、三式变成 这说明在过流断面上的流体压强应该符合流体静力学的压强分布规律 ，可以代表断面上的平均值 ∵过流断面?是与流线上的速度方向成正交的断面，设x轴⊥? ∴在过流断面上没有速度分量 。 (3)水力损失项： ?总流的伯诺里方程 ?4-3实际伯诺里方程 及其应用 如果不计损失，则理想流体总流上的伯努力方程式为 在过流断面上速度分布比较均匀时动能修正系数?=1,则总流与流线上的伯诺里方程式在形式上没有区别. ?4-3实际伯诺里方程 及其应用 A B A B 普遍适用的不可压流体的流量公式推导如下： 节流式流量计 （1）文德利流量计 ?4-3实际伯诺里方程 及其应用 对1-1、1-2端面列伯努利方程式 由连续方程v1A1= v2A2解出 代入解得 则理论流量 ?4-3实际伯诺里方程 及其应用 根据测压仪器的不同，可有下列三种情况： 测量介质与工作介质相同(上部测压管) 测量介质与工作介质不同(下部测压管) 用U形测压管，工作介质是气体 第1种 第2种 第3种 A B A B ?4-3实际伯诺里方程 及其应用 理论流量 k 仪器常数 实际流量 ? 流量系数 这组公式也适合于另两种节流式流量计，但流量系数不同。 第1种 第2种 第3种 节流式流量计（利用节流元件前后的压差测定流量的仪器） ?4-3实际伯诺里方程 及其应用 （2）孔板流量计 * * ?3-3 流体运动的分类 一、理想流动与粘性流动 二、可压缩流动与不可压缩流动 三、定常流动与非定常流动 六、一维流动 二维流动 三维流动 七、重力流与非重力流（压力流、射流） 四、均匀流与非均匀流（渐变流与急变流） 五、有旋流动与无旋流动 均匀流、非均匀流、渐变流、急变流 ?3-3 流体运动的分类 在3-3与4-4断面之间——均匀流，其它部分的流动为非均匀流。 在1-1与2-2断面之间的流动能够视作渐变流，而在2-2与3-3断面之间、4-4与5-5断面之间的流动应视作急变流 图中闸门出流后形成的收缩断面c-c上的流动也常常作为渐变流来对待。 均匀流——流线平行的流动 一维流动 二维流动 三维流动 ?3-3 流体运动的分类 图1 平面流动 图2 轴对称长流动 若流动要素是三个空间坐标的函数，称这种流动为三维流动。 若流动要素只是两个空间坐标的函数而与第三个坐标无关，则称这种流动为二维流动。 若流动要素只是一个空间坐标的函数，则该流动称之为一维流动。 图3 一维流动 ?一元流动的连续方程式 ?三维流动的连续性方程 ?3-4 连续方程式 取微元体，如图所示 同理得 或 ?3-4 连续方程式 对不可压缩流体： 对定常流动： 重点 描述流体运动的两种方法 流线和迹线的概念和方程 平均速度和流量的概念 不可压缩流体的连续性方程 ?3-4 流体运动的基本方程组 解决流体力学问题的基本方法 基本定律+假设 方程组 初始条件 边界条件 解方程组 解决流体力学问题的基本方程组： 连续性方程——质量守恒律 N-S方程 伯诺里方程——能量方程 动量方程 动量矩方程 ——运动方程 牛顿内摩擦定律——本构方程 流体动力学基础（1） 第四章 流体动力学基础 流体动力学的任务 研究流动参数与引起流动的力之间的关系（p、v、a、F、M） 连续性方程 动量方程 动量矩方程 伯诺里能量方程 ?4-1 理想流体的运动方程 ?4-2 实际流体的运动 ?4-4 恒定总流的动量方程 ?4-5 恒定总流的动量矩方程 ?4-6 动力学方程综合应用 ?4-3 流体能量方程 第四章 流体动力学基础 长风破浪会有时 直挂云帆济沧海 第四章 流体动力学基础 解决流体力学问题的基本方法 基本定律+假设 方程组 初始条件 边界条件 解方程组 解决流体力学问题的基本方程组： 连续性方程——质量守恒律 N-S方程 伯诺里方程