第一章 流体流动2.ppt

**湍流流动时：**湍流流动时沿径向分为三层：湍流主体过渡层层流内层*******************************四、伯努利方程式（一）伯努利方程式dxpA(p+dp)A?gdmdz在x方向上对微元段受力分析：（1）两端面所受压力分别为及（2）重力的分量故合力为第一章流体流动**动量变化率动量原理不可压缩性流体，——伯努利方程式（1）dxpA(p+dp)A?gdmdz**（二）伯努利方程式的物理意义——单位质量流体所具有的位能，J/kg；——单位质量流体所具有的静压能，J/kg；——单位质量流体所具有的动能，J/kg。各项意义：——伯努利方程式（1）**将(1)式各项同除重力加速度g:（2）式中各项单位为z——位压头——动压头——静压头总压头**式（1）为以单位质量流体为基准的机械能衡算式，式（2）为以单位重量流体为基准的机械能衡算式，表明理想流体在流动过程中任意截面上总机械能、总压头为常数，三种能量形式可以相互转换。（1）（2）**Hz2210**五、实际流体的机械能衡算式（一）实际流体机械能衡算式**（2）外加功（外加压头）1kg流体从流体输送机械所获得的能量为W(J/kg)。（1）能量损失（压头损失）设1kg流体损失的能量为Σhf（J/kg）。（3）（4）或——伯努利方程式**其中H——外加压头或有效压头，m;ΣHf——压头损失，m。（二）伯努利方程的讨论（1）若流体处于静止，u=0，Σhf=0，W=0，则柏努利方程变为说明伯努利方程既表示流体的运动规律，也表示流体静止状态的规律。**W、Σhf——在两截面间单位质量流体获得或消耗的能量。（2）zg、、——某截面上单位质量流体所具有的位能、动能和静压能；有效功率：轴功率：**（3）伯努利方程式适用于不可压缩性流体。对于可压缩性流体，当时，仍可用该方程计算，但式中的密度ρ应以两截面的平均密度ρm代替。**（三）伯努利方程的应用管内流体的流量；输送设备的功率；管路中流体的压力；容器间的相对位置等。利用伯努利方程与连续性方程，可以确定：**（1）根据题意画出流动系统的示意图，标明流体的流动方向，定出上、下游截面，明确流动系统的衡算范围；（2）位能基准面的选取必须与地面平行；宜于选取两截面中位置较低的截面；若截面不是水平面，而是垂直于地面，则基准面应选过管中心线的水平面。注意：**（4）各物理量的单位应保持一致，压力表示方法也应一致，即同为绝对压力或同为表压。（3）截面的选取与流体的流动方向相垂直；两截面间流体应是定态连续流动；截面宜选在已知量多、计算方便处。注意：解：假设垂直小管中流体静止小管中的水自下而上流动**（一）牛顿粘性定律或Fuu＋dudy式中：F——内摩擦力，N；τ——剪应力，Pa；——法向速度梯度，1/s；μ——比例系数，称为流体的粘度，Pa·s。一、流体的粘度第三节管内流体流动现象**（二）流体的粘度（动力粘度）1.粘度的物理意义流体流动时在与流动方向垂直的方向上产生单位速度梯度所需的剪应力。液体:T↑→?↓气体:一般T↑→?↑超高压p↑→?↑粘度的物理本质：分子间的引力和分子的运动与碰撞。**2.粘度的单位SI制：Pa·s或kg/(m·s)物理制：cP(厘泊）换算关系1cP＝10-3Pa·s3.运动粘度粘度μ与密度ρ之比。m2/s**（三）剪应力与动量通量分子动量传递是由于流体层之间速度不同，动量由速度大处向速度小处传递。动量通量：单位时间、通过单位面积传递的动量。剪应力＝动量通量Fuu＋dudy**牛顿型流体：剪应力与速度梯度的关系符合牛顿粘性定律的流体；非牛顿型流体：不符合牛顿粘性定律的流体。（四）牛顿型流体与非牛顿型流体**二、流体流动类型与雷诺数（一）雷诺实验**层流（或滞流）：流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直