工程流體力學(xué)9

1、第四章第四章 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)4-5 輸運(yùn)公式輸運(yùn)公式4-6 動(dòng)量方程動(dòng)量方程工程流體力學(xué)工程流體力學(xué)(第九次課第九次課)4-5 輸運(yùn)公式輸運(yùn)公式vncvcsdNdv dAdtt 系統(tǒng)流體所具有的某種物理量系統(tǒng)流體所具有的某種物理量N對(duì)時(shí)間的變化率等對(duì)時(shí)間的變化率等于控制體內(nèi)流體所具有的這種物理量對(duì)時(shí)間的變化率于控制體內(nèi)流體所具有的這種物理量對(duì)時(shí)間的變化率加上單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過控制面的這種物理量的凈通量加上單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過控制面的這種物理量的凈通量.4-6 動(dòng)量方程動(dòng)量方程一一.方程推導(dǎo)方程推導(dǎo)vcvcscscsdKFdtdKv dvv n dAdttdKvv n dAdtFvv n d

2、A 定常流動(dòng) 作用在所取控制體內(nèi)流體的全部外力的矢量和作用在所取控制體內(nèi)流體的全部外力的矢量和,等于單等于單位時(shí)間內(nèi)通過控制面位時(shí)間內(nèi)通過控制面A2流出控制體流出控制體CV的流體的動(dòng)量的流體的動(dòng)量,減去減去通過控制面通過控制面A1流進(jìn)控制體流進(jìn)控制體CV的流體的動(dòng)量的流體的動(dòng)量.二二.方程形式方程形式221 1221 1221 1mxsxmxmxmysymymymzszmzmzFFq vq vFFq vq vFFq vq v212121mxsxmxxmysymyymzszmzzFFqvvFFqvvFFqvv三三.例題例題例例4-2 密度為密度為的不可壓縮流體定常地在水平安裝的收縮型彎管中的不可

3、壓縮流體定常地在水平安裝的收縮型彎管中流動(dòng)流動(dòng),進(jìn)出口速度方向夾角為進(jìn)出口速度方向夾角為.已知進(jìn)出口的面積與壓強(qiáng)分別為已知進(jìn)出口的面積與壓強(qiáng)分別為A1和和A2, p1和和p2.進(jìn)口速度為進(jìn)口速度為v1.求流體對(duì)彎管在水平方向的作用力求流體對(duì)彎管在水平方向的作用力.yyxxyyxxFRFR，AAvApFvAvApFyAAAvApApvvAvApApFvvAvApFAp：xAAvvAvAv上面所求力的反作用力流體對(duì)管壁的作用力是方向方向22121222112221121112212111221211221121122211/sinsinsinsin:1/coscoscoscoscoscos/解題步

4、驟：解題步驟：1。建立合適的坐標(biāo)系。建立合適的坐標(biāo)系。2。確定控制體，畫出速度，壓。確定控制體，畫出速度，壓強(qiáng)方向。強(qiáng)方向。3。通過連續(xù)方程，伯努力方程。通過連續(xù)方程，伯努力方程補(bǔ)充條件。補(bǔ)充條件。4。壓強(qiáng)一般采用相對(duì)壓強(qiáng)。當(dāng)。壓強(qiáng)一般采用相對(duì)壓強(qiáng)。當(dāng)大氣條件下，壓強(qiáng)下為零。大氣條件下，壓強(qiáng)下為零。例例4-3 葉片以勻速葉片以勻速ve沿沿x方向運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng),截面面積為截面面積為A0,速度為速度為v0的水流的水流沿葉片切線方向射入葉片沿葉片切線方向射入葉片, 從出口處流出從出口處流出.設(shè)水流截面積不變?cè)O(shè)水流截面積不變,因而因而流速大小不變流速大小不變,只是方向改變只是方向改變.已知已知A0=0.

5、01m2,v0=120m/s, ve=60m/s,出口速度方向與水平線夾角出口速度方向與水平線夾角=10.不計(jì)重力不計(jì)重力,求水求水流對(duì)葉片的作用力以及對(duì)葉片所做的功率流對(duì)葉片的作用力以及對(duì)葉片所做的功率.kWvRP：NFRNFR：NvAvF：yNvvAvFxsmvvvexyyxxrryrrrxer76.42860*71476257147625sin7147)110(cos*001.0*60*1000cos:/600200流體對(duì)葉片所做功率為流體對(duì)葉片的作用力則方向方向習(xí)題習(xí)題1（p80）從一大容器引出一彎曲的管道，管徑）從一大容器引出一彎曲的管道，管徑為為150mm，噴嘴出口直徑為，噴嘴出口

6、直徑為50mm,不計(jì)水頭損失，不計(jì)水頭損失，求管的輸水流量，以及求管的輸水流量，以及A、B、C、D各點(diǎn)的壓強(qiáng)。各點(diǎn)的壓強(qiáng)。22322222242(1)28.86/8.86 * 0.05 / 40.0174/0.058.86 *0.98/0.15(2):6.81*102:04802:17289:41520vDDAAAAABcBDCvghmsqv AmsAvvmsApvAhpPaggpvpPaggCppghPaDppghPa 點(diǎn)B點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)習(xí)題習(xí)題2（p80）如圖所示斜置的文丘里管，）如圖所示斜置的文丘里管，求流量公式與水平放置相同。求流量公式與水平放置相同。222112222121/21/vghvA

7、AppqAAA1212121222112212221221122221122122222122221()()(1)22()(2)2(1),(2)(3)2/(4)(1/)(3),(4)22(1/)ppghg zzhppzzgpvpvzzggggppvvzzgghvvgvv AAhvAAgghvAA 習(xí)題習(xí)題3（p80）大容器中水由小孔流出，流入另一個(gè)）大容器中水由小孔流出，流入另一個(gè)容器，若兩容器水面高度不變，求小孔流出速度。容器，若兩容器水面高度不變，求小孔流出速度。習(xí)題習(xí)題4（p80）利用虹吸管把水從容器）利用虹吸管把水從容器A引到引到B。已知。已知體積流量為體積流量為100m3/h，H1=3m，z=6m，不計(jì)水，不計(jì)水頭損失，求虹吸管的管徑，以及上端管中的真空度。頭損失，求虹吸管的管徑，以及上端管中的真空度。習(xí)題習(xí)題5（p80）離心式水泵從井里抽水。管內(nèi)徑）離心式水泵從井里抽水。管內(nèi)徑d=150mm，流量為，流量為60m3/h，吸水管與水泵接頭，吸水管與水泵接頭處真空值為處真空值為4*104P