第119讲流体力学流体动力学基础三2010年新版

整理文档很辛苦,赏杯茶钱您下走!

免费阅读已结束,点击下载阅读编辑剩下 ...

阅读已结束,您可以下载文档离线阅读编辑

资源描述

环球网校:视频授课+名师答疑+在线模考+内部资料,考试通过无忧!考试问吧,有问必答!音频、讲义网校免费提供,如有贩卖勿上当,免费咨询:400-678-3456转6011页造价工程师|监理工程师|咨询工程师|一级建造师|二级建造师|会计证|建筑师|安全工程师|会计职称|注册会计师|注册税务师|银行从业|证券从业|期货从业|经济师|报关员|外销员|执业药师|卫生职称|助理医师|职称英语|职称日语|职称计算机|雅思|公共英语|自考英语|新概念|BEC|托福|公务员|人力资源师|高考|中考|司法考试|更多需要课件请联系QQ149420357或547343758【例6-3-2】图6-3-11所示的虹吸管泄水,已知断面1-2及2-3的损失分别是试求断面2的压强.【解】水流由1-1(水箱表面)流至虹吸管口然后在管道内经2-2断面到3-3断面流至大气中,虹吸管管径不变,d2=d3=200mm.l-1断面为水箱自由表面,其面积远大于管道断面,故1-1断面流速非常小v1≈0。为了求出管中流速,可先取1-l和3-3断面写能量方程,此时基准面可取为过3-3的水平面,取a2=a3=1.0:再取1一1与2一2断面列能量方程,此时可取过1一l的水平面作基准面,有由上可知,虹吸管顶部相对压强为负值,即出现真空。若其绝对压强低于水的汽化压强时,水将汽化,形成许多气泡,这种现象称空化有可能使壁面遭到空蚀,所以应控制虹吸管顶高,防止形成过大的真空。【例6-3-3】一离心式水泵(图6-3-12)的抽水量Q=20m3/h安装高度Hs=5.5m,吸水管管径d=100mm,吸水管总的水头损失hW=0.25m(水柱),试求水泵进口处的真空值pv。环球网校:视频授课+名师答疑+在线模考+内部资料,考试通过无忧!考试问吧,有问必答!音频、讲义网校免费提供,如有贩卖勿上当,免费咨询:400-678-3456转6012页造价工程师|监理工程师|咨询工程师|一级建造师|二级建造师|会计证|建筑师|安全工程师|会计职称|注册会计师|注册税务师|银行从业|证券从业|期货从业|经济师|报关员|外销员|执业药师|卫生职称|助理医师|职称英语|职称日语|职称计算机|雅思|公共英语|自考英语|新概念|BEC|托福|公务员|人力资源师|高考|中考|司法考试|更多【解】水流自1一1断面向下流至吸水管进口,然后沿吸水管流人水泵,我们讨论的就是这一段总流。取水池水面为1一l断面,水泵进口断面为2一2断面,它们的计算点分别取在水池的自由液面与管轴上,将基准面0一0选在水池的自由表面上,因水池面远大于管截面,故认为vl=0。取a2=1.0。写能量方程,方程两边p按绝对压强计算:六、恒定总流动量方程由理论力学可知,质点系动量对时间的变化率dk/dt等于作用于该质点系的所有外力的矢量和。即为了将此动量定理应用到恒定总流中,我们取图6-3-13所示的一段总流作为控制体。它是由断面l一1,2一2及两断面间的流体边界面所组成的控制面(封闭曲面)围成的。控制体内流体受到质量力。在控制面上有表面力的作用。由于是恒定流,控制体的形状并不随时间而变。经过dt时间,控制体运动到1一2的位置。dt时间内控制体内流体的动量变化为:环球网校:视频授课+名师答疑+在线模考+内部资料,考试通过无忧!考试问吧,有问必答!音频、讲义网校免费提供,如有贩卖勿上当,免费咨询:400-678-3456转6013页造价工程师|监理工程师|咨询工程师|一级建造师|二级建造师|会计证|建筑师|安全工程师|会计职称|注册会计师|注册税务师|银行从业|证券从业|期货从业|经济师|报关员|外销员|执业药师|卫生职称|助理医师|职称英语|职称日语|职称计算机|雅思|公共英语|自考英语|新概念|BEC|托福|公务员|人力资源师|高考|中考|司法考试|更多式中22k为dt时间内自2一2断面流出控制体的动量.11k为dt时间内自1一l断面流入控制体的动量。这样就将dt时间内控制体内的动量变化变成dt时间内由控制体流出的动量与流人的动量差。设我们所取的断面1一l,2一2为渐变流动断面,断面上各点速度方向大致相同,这样求总流断面上流人或流出动量时可以将相应元流的动量积分,得到如下式式中β为动量修正系数它定义为实际动量和按平均流速计算的动量的比值,即β=它的大小由断面上流速分布的不均匀程度所决定。其实验值为1.02一1.05。工程上一般取β=l.0已能满足精度要求。式(6-3-16)即为不可压缩流体恒定总流动量方程。为便于计算,写作投影式:式中∑Fx,∑Fy,∑Fz为作用于控制体的所有外力的矢量和在相应坐标轴上的投影.或者说是作用于控制体的各外力在相应坐标轴上投影之代数和。V2x,v2y,v2z为出口断面平均流速在相应坐标轴上的投影;v1x、环球网校:视频授课+名师答疑+在线模考+内部资料,考试通过无忧!考试问吧,有问必答!音频、讲义网校免费提供,如有贩卖勿上当,免费咨询:400-678-3456转6014页造价工程师|监理工程师|咨询工程师|一级建造师|二级建造师|会计证|建筑师|安全工程师|会计职称|注册会计师|注册税务师|银行从业|证券从业|期货从业|经济师|报关员|外销员|执业药师|卫生职称|助理医师|职称英语|职称日语|职称计算机|雅思|公共英语|自考英语|新概念|BEC|托福|公务员|人力资源师|高考|中考|司法考试|更多v1y、v1z为进口断面平均流速在相应坐标轴上的投影。【例6-3-4】管路中一水平放置的等截面输水弯管,直径d为200mm,弯角为45°(图6-3-14),管中l一1断面平均流速v1为4m/s,其形心处相对压强p1为l个大气压,若不计管流的水头损失,求水流对弯管的作用力Rx与Ry.【解】利用总流动量方程求解。解题步骤如下:(l)确定控制面:取渐变流断面1一1与2一2以及水流与管壁的接触面围成的封闭曲面为控制面.(2)分析作用力和运动情况:作用在控制体的质量力有重力,但由于弯管是水平的,竖直方向没有动量变化,故不必考虑竖直方向的动量方程。作用在1一1和2一2断面上的表面力即为水的总压力,由于是渐变流动断面,压强分布与静压强分布相同,故总压力等于断面形心上的压强乘以面积,P1=p1A1,P2=p2A2,本题中pl已知,需应用能量方程求p2。由于管径不变,v1=v2,列1一1和2一2断面的能量方程:由题意知hW=0,则p1=p2.作用在水流与管壁的接触面上的所有表面力的合力为xR(设方向向左),yR(设方向向上)是未知力,需由动量方程求出.(3)选坐标轴,列动量方程,求解未知力.本题中,坐标轴已定,由此列动量方程环球网校:视频授课+名师答疑+在线模考+内部资料,考试通过无忧!考试问吧,有问必答!音频、讲义网校免费提供,如有贩卖勿上当,免费咨询:400-678-3456转6015页造价工程师|监理工程师|咨询工程师|一级建造师|二级建造师|会计证|建筑师|安全工程师|会计职称|注册会计师|注册税务师|银行从业|证券从业|期货从业|经济师|报关员|外销员|执业药师|卫生职称|助理医师|职称英语|职称日语|职称计算机|雅思|公共英语|自考英语|新概念|BEC|托福|公务员|人力资源师|高考|中考|司法考试|更多写方程时喻汁章各投影的正负按是否与坐标轴一致来定,与坐标轴一致为正,相反为负.计算出的侧,xR,yR均为正值,说明假定方向正确.xR,yR为弯管壁对水流的作用力.题中所求水流对弯管的作用力xR,yR为xR,yR的反作用力,故可得【例6-3-5】水流从喷嘴中水平射向一相距不远的静止固体壁面,其平面图如图6-3-15所示。射流接触壁面后分成两股并沿其表面流动。设固壁及其表面水流对称于喷嘴的轴线。若已知喷嘴直径d为40mm;喷射流量Q=0.0252m3/s.求水流偏转角θ为60°时射流对固壁的作用力R。【解】本题要求水射流对固壁的作用力,利用急流的动量方程计算。(l)确定控制面:取喷嘴出口断面及两股水流的渐变流断面等只个过流断面及其间的流体边界面为控制面。见图6-3-15中的断面0一0,1一l,2一2,其间的流体边界面除与固壁相接触部分外均与大气相通。环球网校:视频授课+名师答疑+在线模考+内部资料,考试通过无忧!考试问吧,有问必答!音频、讲义网校免费提供,如有贩卖勿上当,免费咨询:400-678-3456转6016页造价工程师|监理工程师|咨询工程师|一级建造师|二级建造师|会计证|建筑师|安全工程师|会计职称|注册会计师|注册税务师|银行从业|证券从业|期货从业|经济师|报关员|外销员|执业药师|卫生职称|助理医师|职称英语|职称日语|职称计算机|雅思|公共英语|自考英语|新概念|BEC|托福|公务员|人力资源师|高考|中考|司法考试|更多(2)分析作用力和运动情况:图6-3-15为平面图,射流流速均为水平,竖向没有动量变化,故重力可不考虑。由于射流暴露在大气中,各断面相对压强均等于零。四周大气压强的作用互相抵消只有固壁对射流的作用力R(假设向左),因固壁及其表面的水流对称于喷嘴的轴线,故R位于喷嘴轴线上。为了求v1,v2分别写0一0和1一1及0一0和2一2断面的能量方程,选图中水平面为基准面,有z0=z1=z2=0及p0=p1=p2=0,若略去水头损失可得v0=v1=v2。(3)选坐标轴,列动量方程,求解未知力:为了方便,选水平的喷嘴轴线为x轴,向右为正。列动量方程时,针对本题有分支的情况,方程右边为单位时间流出动量减流人动量,这里的流出动量为从1一1断面和2一2断面流出动量之和。因水流对称于x轴,所以Ql=Q2=2Q。取β1=β2=β0=1.0,则有射流作用于固壁的力R=252N,方向向右。【例6-3-6】如图6-3-16所示,压力输水管道中,变直径段由支座固定。已知直径d1=1.5m,d2=1.0m,支座前断面的压力表读值pM=392kPa,流量Q=1.8m3/s,不计水头损失,试求支座受到的轴向力.取1一1和2一2断面写能量方程求p2环球网校:视频授课+名师答疑+在线模考+内部资料,考试通过无忧!考试问吧,有问必答!音频、讲义网校免费提供,如有贩卖勿上当,免费咨询:400-678-3456转6017页造价工程师|监理工程师|咨询工程师|一级建造师|二级建造师|会计证|建筑师|安全工程师|会计职称|注册会计师|注册税务师|银行从业|证券从业|期货从业|经济师|报关员|外销员|执业药师|卫生职称|助理医师|职称英语|职称日语|职称计算机|雅思|公共英语|自考英语|新概念|BEC|托福|公务员|人力资源师|高考|中考|司法考试|更多得p2=389.88kPa设支座对管道作用力(即管道对水流作用力)为R支座受到的轴向力为384.2kN,方向与R相反

1 / 7
下载文档,编辑使用

©2015-2020 m.777doc.com 三七文档.

备案号:鲁ICP备2024069028号-1 客服联系 QQ:2149211541

×
保存成功