文档介绍：1工程流体力学工程流体力学————实际流体恒定实际流体恒定总流的伯努利方程的伯努利方程案例: 1912 年秋季的某一天,当时世界上最大的远洋轮船——“奥林匹克号”正航行在大海上,在离“奥林匹克号”100m 的地方,有一比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”与它平行疾驶着,这时却发生了一件意外的事情:小船好像被大船吸过去似的,完全失控,一个劲地向“奥林匹克号”冲去,最后,“豪克号”的船撞在“奥林匹克号”的船舷上,把“奥林匹克撞了个大洞。是什么原因造成这次事故呢? 船吸现象是什么原因造成这次事故呢?2 ““奥林匹克号奥林匹克号””与与““豪克号豪克号””相撞事故示意图相撞事故示意图 3 小实验:如果两手各拿一张薄纸,使它们之间的距离大约 4-6 厘米,然后用嘴向着两张纸中间吹气,如图所示,纸张是向内靠还是向外飘动?想一想, 动手试试看小实验 4知识回顾知识回顾?实际流体恒定元流的伯努利方程适用条件:恒定、不可压缩、质量力是重力的实际流动。 2~1 2222 2111'2g z2 lh ug pg ug pz????????物理意义几何意义单位重量流体所具有的位能位置水头单位重量流体所具有的压能压强水头单位重量流体所具有的动能速度水头单位重量流体所具有的总能量(机械能) 总水头 zgu2 22~1' lh机械能的损失水头损失 gp?g ug z2 p 2+ +?g pz??位能与压能之和称为势能, 位能与压能之和称为势能, 从几何角度看,称之为测压管水头从几何角度看,称之为测压管水头方程的物理含义与几何含义 5 三、实际流体恒定总流的伯努利方程(一)恒定总流能量方程式的推导 2~1 2222 2111'2g z2 lh ug pg ug pz????????方程两端乘以重量流量,得单位时间内通过元流两过流断面的能量关系: 恒定元流能量方程 dQ ?dQ hdQ g ug pzdQ g ug pz l???????????????'21 2222 2111)2 ()2 (元流总流? 6 元流是总流的一个微分流动 dQ hdQ g ug pzdQ g ug pz Q l Q Q??????????????????'21 2222 2111)2 ()2 (重量流量重量流量重量流量积分, 得单位时间内通过总流两过流断面的能量关系: 元流总流积分 7 :如果断面是渐变流,服从静压强分布规律物理含义:表示单位时间内通过断面的流体势能 dQ pz Q?????) (gQ pzdQ pzdQ pz Q Q ??????????????) =( ) =( ) (g gg Cg pz???8 引入一个动能修正系数(是实际动能与按断面平均流速计算的动能之比) : 物理含义:表示单位时间内通过断面的流体动能。的物理意义: 流体流速分布均匀性的指标。在工程中,通常取 Q 2g vAv 2g dA 2g dQ 2 23 A 3 2 ???????????= = =ug u QAv dA dA v2g dA 2g 3 A 3A 3 A 3????? uu?????1??? dA 2g dQ 2 A 3 2???ug u Q??=9 为了计算方便,设为单位重量流体在两过流断面上的平均能量损失。物理含义: 表示单位时间内流体克服 1-2 流段的摩擦阻力作功所损失的机械能 : dQ h Q l????'21QhdQ h w Q l???????'21 wh 10