流体动力学基础.ppt

*3.9动量方程与动量矩方程续例题3.12:转臂不转动，则所需外力矩应为流出流体的动量矩与流入流体的动量矩之差，则（2）喷水器管内流速在惯性坐标系下的能形成扭矩的那部分速度为，因合外力矩为零（恒转速）则得旋转角速度为第128页,共134页，星期六，2024年，5月*第3章小结1、描述流场内流体运动的方法有拉格朗日法和欧拉法。欧拉法求流体质点物理量随时间变化率可以表示为，即由随时间变化当地变化率和随位置变化的迁移变化率两部分组成。2、流体流动可以分为理想（或无粘性）流体与实际流体流动；不可压缩流体与可压缩流体流动；定常与非定常流动或稳定与非稳定流动；一维、二维和三维流动或一元、二元和三元流动；均匀流动或缓变流动与急变流动；旋转（或有旋）与不旋转（无旋）流动；层流与湍流流动；亚音速与超音速流动等不同形态的流动。3、迹线是同一流体质点在连续时间内的运动轨迹，流线是同一时刻流场中一系列流体质点的流动平均方向曲线。流线是一条光滑的曲线，流线不相交也不转折。4、非圆管道的水力半径定义为过流断面面积A与湿周χ之比，当量直径Dh等于四倍的水力半径，即。第129页,共134页，星期六，2024年，5月*第3章小结5、系统是一团流体质点的集合，系统所含有的流体质量不会增加，也不会减少，系统质量是守恒的。控制体只是一个“框架”，不是一个封闭的空间，控制体表面可以有流体出入。系统所具有的某种物理量的总量对时间的全导数可以表示为由控制体内这种物理量的总量的时间变化率和单位时间内通过静止的控制面流出和流入的这种物理量的差值组成，前者相当于当地导数，后者相当于迁移导数。系统所具有的物理量可以是标量（如质量、能量等），也可以是矢量（动量、动量矩等）。6、一维流动连续性方程为或第130页,共134页，星期六，2024年，5月*7、理想流体一元定常流动的欧拉方程为，该式沿任意一根流线都成立。8、微元流束的伯努里方程为，不可压缩粘性流体总流的伯努里方程为1和2分别是指两个缓变流断面，一般选择包含待求的未知参数和尽可能多的已知参数为断面，并以流动的最低点或两个断面中位置低的断面为基准面。第131页,共134页，星期六，2024年，5月*第3章小结9、伯努里方程中：z、和u2/2g分别表示了单位重量流体的位置势能、压力势能和动能，三项之和为总机械能，其物理意义是理想流体流动过程中总能量是守恒的，但是位置势能、压力势能和动能是可以相互转换的。实际流体的流动将有能量损失；同时z、和u2/2g还可以称为单位重量流体的位置水头、压力水头和速度水头，三项之和称为总水头，其几何意义是理想流体流动过程中各点的总水头相等，即总水头线为一平行于基准线的水平线，实际流体流动的总水头线是下降的。10、弯曲流动中，速度随距曲率中心的距离的减小而增大，，压力随距曲率中心的距离的增大而增加，。第132页,共134页，星期六，2024年，5月*11、恒定气流流动的能量方程为12、定常流动的动量方程为或13、定常流动条件下的动量矩方程为注意：在应用动量方程与动量矩方程时，控制面上的压强一律采用相对压强，流速采用对应坐标系下的流速，即绝对坐标系取绝对流速，相对坐标系统采用相对速度。第133页,共134页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第134页,共134页，星期六，2024年，5月*********************3.8粘性流体总流的伯努里方程在两个缓变流断面1和2之间，总流的单位重量流体的平均的能量损失为不可压缩粘性流体总流的伯努里方程(3.40)适用条件：1、在重力作用下不可压缩粘性流体定常流动2、任意两个缓变流断面，缓变流断面之间有无急变流没有影响。3、两断面之间如果有流体机械的作用，如泵与风机或水轮机，并造成能量的输入或输出，则需要在方程的两边分别增加或减去流体机械输入或输出的能量hM。第96页,共134页，星期六，2024年，5月*3.8粘性流体总流的伯努里方程粘性流体中，因为存在粘性摩擦阻力，所以总流的机械能是逐渐