流体力学 523理想流体流动ppt课件.ppt

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1、习1.如下图所示，为了将水库中的水引至堤外灌溉，安装了一根直径的虹吸管，若不计水头损失，问通过虹吸管的流量为多少？虹吸管顶部S处的压强为多少？已知管道出口至水面的高度，管道顶部S至水面的高度。各类知识点综合应用解：对水库的水面和虹吸管出口断面，应用伯努利方程，有故为了求S处的真空压强，对水面和管道断面S应用伯努利方程，有又具体问题中注意“三选”，即选择基准面、计算断面和计算点。基准面通常选在较低的位置上，计算断面的选取要充分利用已知条件，特别是题目中“隐含”的一些条件，如管道出口压强是大气压强、大截面流速近似为零等等。注意

2、：工作原理自喷管射出的液流经收缩扩散管的细径处，流速急剧增大，使该处的压强小于大气压强而造成真空，将液箱内的液体吸入泵内，与主流混合后排出。ACH液箱习2.喷射泵取水流进入喷嘴前的A断面和流出喷嘴时的C断面列伯努利方程（不计能量损失）得，由连续性方程得代入上式得对上式进行分析因，有，且越小值越低。若，则箱内液体就会被C处存在的真空压力吸入水平管中，并被主流夹带冲走。这就是喷射泵的工作原理。袁【例3－3】设如图4－10的喷射泵，其吸水管H=1.5m，水管直径dA=25mm，喷射出口直径dC=10mm，喷嘴损失水头0.6m，p

3、A=3×105Pa（表压），水管供水量为Q=2L/s，掺入的液体相对密度为1.2。现在让我们来实际计算一下喷嘴出口压力pC，并判断能否将欲掺的液体吸上。ACH液箱解：取A、C断面列伯努利方程由已知条件得将各量代入能量方程得解得于是，喷嘴出口压力为这样的真空度可以把密度ρ=1200的液体吸上的高度为大于实际安装高度H=1.5m，故可以将箱中的液体吸上来。1.下图为锥形水管，1-1断面直径，中心点A的压强为，2-2断面直径，中心点B的压强为，2-2断面平均流速，A、B两点高差为1m。试判断管内水流方向，并求出两断面间的水头损失

4、。习3解：由连续性方程得，以过A点的水平面为基准面，计算两断面的总水头，因，故水流方向是。水头损失结论：判断流体流动的方向是由机械能（总水头）大的断面流向机械能（总水头）小的断面，即单位机械能沿线减小，因流动阻力而转化成热能（能量损失或水头损失）。而不是单独地由位置水头的大小、压强水头的大小或流速水头的大小所决定。习4理想流体对二维平板的斜冲击问题。设水平方向的水射流，流速为V0二维流束，以体积流量Q向平板AB冲击，射流中心线与平板成Ɵ角，试求：（1）流体对平板的冲击力；（2）沿平板的流量Q1，Q2；（3）冲击力作用点位置

5、。求解思路：1.确定控制体；2.建立坐标系；3.依相关方程建立方程。解：对0-0至1-1断面及0-0至2-2断面列出伯努利方程，得列连续性方程，可得（1）求流体对平板的冲击力。列出y方向的动量方程：射流对平板的作用力与F是一对作用力与反作用力，其大小相等，方程相反，即指向平板，大小为。（2）列出x方向的动量方程：又可得（3）求F的作用点。以o为矩心，列出动量矩方程：式中b1,b2分别为断面1-1和2-2处流束的宽度。其中解得式中负号表示F的作用点在距o点的相反方向。为射流0-0断面的宽度。习5水平放置的变截面U形管，流量为

6、Q=0.01m3/s，1-1截面面积为A1=50cm2，出口处2-2断面面积为A2=10cm2（外为大气压），进口管和出口管相互平行。求：（1）水流对U形管的作用力；（2）该作用力的作用点位置。解：取过流断面1-1和2-2及U形管侧面所围成的面为封闭控制面。选定平面直角坐标系如图所示，其中x轴为出口管轴中心线方向。由于控制体中流体，其动量仅在x方向有变化，在y方向的动量变化为0，因此作用在控制体流体上所有外力在y轴上投影为0.由于对于水平放置U形管可不考虑重力，且控制体外流体其表面力仅为x方向，所以U形管对水流作用力也仅为

7、x方向。现假设作用力为F，作用点距x轴距离为e。按连续性方程，得列出断面1-1至断面2-2的伯努利方程：（1）控制体在x方向的动量方程：水流对U形管的作用力为F的反作用力，大小为306N，方向和F的方程相反。（2）以O为矩心，列动量矩方程：（取顺时针为正）习6水由喷嘴出流，如图所示，设d1=125mm，d2=100mm，d3=75mm，水银测压计读数Δh=175mm，不计损失。求（1）H值；（2）压力表读数值。（该处管径同d2。）解（1）根据静压强分布规律，过流断面1-1和2-2处压强分布为p1和p2：列出由1-1到2-2

8、断面的伯努利方程：式(a)将式(a)代入上式，得式(b)连续性方程：式(c)将式(b)和式(c)两式联立，得由连续性方程列出由0-0到3-3断面的伯努利方程：（2）压力表处管径同d2，其处V2=8.53m/s。列出由0-0到压力表断面处的伯努利方程：压力表读数为：§5-3速度势函数与流函数一、速度势函数