粘性流体的动力学.ppt

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1、第五章粘性流体的动力学1.粘性流体的运动方程2.恒定元流的伯努利方程4.的一个------文丘里管流量计本讲主要内容：3.恒定总流的伯努利方程第8讲1(Navier-StokesEquations)理想流体的运动----欧拉方程流体静止不可压缩粘性流体运动----不可压缩纳维尔斯托克斯方程流体的粘性系数因粘性而产生的应力粘性流体：实际的流体（考虑粘性）1.粘性流体的运动方程第8讲2一维，牛顿粘性定律三维，广义牛顿粘性定律（Stokes假设）应力张量～应变率张量u+duutt返回～第8讲3恒定元流（粘性流体）的伯努利方程恒定元流（理想流体）的伯努利方程前提条件

2、：（1）定常流动（2）不可压缩（3）质量力有势能量损失或水头损失2.恒定元流（粘性流体）的伯努利方程第8讲4沿程损失（达西公式）λ——沿程阻力系数局部损失ζ——局部阻力系数总能量损失管道中机械能损失包括沿程损失和局部损失12（没有流动分离）（有流动分离）流动分离：三维流场中，邻近物面运动方向不同的流体质点/流层相遇、汇合、离开物面的流动现象。(苏文翰)损失的根源：剪切应力做功（热能）第8讲5总水头线沿流线(流程)下降总水头第8讲6表示单位重量液体在单位长度流程上水头损失水力坡度水平基准线位置水头线测压管水头线总水头线第8讲7①水流总是从总水头大的地方流向总水

3、头小的地方②总水头线必是一条逐渐下降的线，而测压管水头线走向不定对于实际流体，返回小结：第8讲83.恒定总流（粘性流体）的伯努利方程将所有微小流束的能量方程叠加，就得到总流的能量方程A1A2假定过水断面A1到A2都位于均匀流或渐变流区域建立从A1到A2的能量方程即在截面上积分：第8讲9截面平均截面上的平均流速动能修正系数流速分布越均匀，越接近于1.0；在渐变流中通常可近似地取为1.0。恒定总流（粘性流体）的伯努利方程第8讲10恒定总流（粘性流体）的伯努利方程-----应用的条件（1）建立能量方程的两个过水断面都必须位于均匀流或渐变流段，这保证了可以在断面上简

4、单积分，从而得到总流的伯努利方程注意：两断面间的某些流动可以是急变流。第8讲11（2）两断面间没有汇入或流出，否则要分别建立相应的方程。1→2：1→3：返回第8讲124.文丘里管--流量计（恒定总流伯努利方程的一个应用）变截面管道→速度变化→压强变化→由测压管测出（1）（2）由（1）和（2）即可求出流量Q文丘里管1122收缩段喉部扩散段hh1h2入口段在入口断面1和喉部断面2测量压强第8讲13有能量输入或输出的伯努利方程Hm为1、2断面之间单位重量流体从水力机械获得的能量（取+号，如水泵，Hm称为扬程）或给出的能量（取-号，如水轮机）第8讲14例如图所示水泵

5、管路系统,已知：流量Q=101m3/h，管径d=150mm，管路的总水头损失hw1-2=25.4m，水泵效率η=75.5%，试求：（1）水泵的扬程Hm（2）水泵的轴功率Np解：以吸水池水面为基准写1-1,2-2断面的能量方程0+0+0+Hm=102+0+0+hw1-2Hm=102+hw1-2=102+25.4=127.4m第8讲15作业题：5.65.75.115.14第8讲16