第三章2伯努利方程及其工程应用VIP免费

第3章流体动力学及其工程应用上次课内容回顾理想流体微小流束的伯利努方程理想流体微小流束的伯利努方程考虑损失实际流体微小流束的伯利努方程考虑损失实际流体微小流束的伯利努方程积分实际流体总流的伯努利方程积分实际流体总流的伯努利方程：：物理意义——能量几何意义——水头物理意义——能量几何意义——水头221112221222lpvpvzzhgg3.7.2伯努利方程式的工程应用基本内容：1、测量流速与流量的仪表；2、虹吸现象；3、孔口、管嘴的出流问题。重点：分析方法2pguγpguγp222222112gup2gupp2222112如图，对1、2两点列出伯努利方程：——动压（dynamicalpressure)γpgu22——静压（staticpressure）测压管测速管驻点2点处的压强为液体在弯管内上升的高度为γph2驻点一、测量流速与流量的仪表、毕托管(PitotTube)全压式中——流速修正系数，取决于毕托管的外形尺寸和加工精度，其值由实验确定，一般取——两测压管内液柱高差。Δh98.0Δhγpγpgu12212实际流速hguΔ21液体中某点的流速：hguΔ2迎流孔顺流孔接差压计尾柄头部如果测量气流速度hguΔ2——管道中气体密度新型流速测量技术：现代流体力学、空气动力学、热力学、水力学、生态学、以及环境工程、化工工程、航空航天工程、水利水电工程、热能工程、燃烧工程、石油工程等都提出了一系列复杂的流动问题。其中包括高速流、低速流、旋转流、涡流、管道流、燃烧流、振荡流、反向流、两相流等，这些都需要新的测量方法和测量工具，要求新的测量技术和仪器能够适应由单点向多点、平面向空间、稳态向瞬态、单相向多相发展。20世纪90年代以后出现的新流动测量技术：1、热线热膜风速仪（简称HWFA)2、激光风速仪（LDV或LDA）3、相位多普勒技术——两相流测量仪器4、粒子成像速度仪——流场显示技术已知：主管路直径D，喉管直径d；定常流条件下，测压管水头差为，推导管路中实际水流量Q的计算式。hchgdDv21141对过水断面1－1和2－2列出理想流体的伯努力方程化简得121212)(vdDvAAv运用连续性方程、文丘里流量计（VenturiMeter)得主管道流速hhcdπQQ204实际流量理想情况下的流量式中——流量系数，主要与管子材料、尺寸、加工精度、安装质量、流体的黏性及其运动速度等因素有关，——结构常数。hcdπvAQ21104;98.0~95.0c文丘里流量计在工程中已得到广泛应用，为了使测得的流量值更接近实际流量，使用时还应注意一些问题：除文丘里流量计外，工程上常用的还有孔板流量计和喷嘴流量计，它们都属于节流式流量计。孔板流量计喷嘴流量计工程上常用的流量计还有转子流量计、靶式流量计、电磁流量计、超声流量计等。涡轮流量变送器01v21222221122lahgvαγpHgvαγp1122OO33二、虹吸现象H虹吸原理：如图，对1—1，2—2断面列伯努利方程由于，所以；，并取，则上式变成0v121AAappp211221222lhgvH虹吸原理在生产、生活中的应用1、黄河汲水灌溉2、高位水箱引水3、抽水马桶想一想虹吸原理在生产生活中还有哪些应用？将上式就加以整理2v2122lhHgv2122lhHgAQ出流量取虹吸管最高点所在断面为3—3，对1—1、3—3再列伯努利方程，可知，虹吸管断面3—3处将产生负压。应用虹吸管输水，可以跨越高地，减少挖方和埋设管路工程。孔口、管嘴：流体输送过程中测定过流能力的泄流装置。孔口、管嘴出流：工程上常见的水力现象。孔口出流（OrificeFlow)：在容器壁上开一个形状规则的孔，液体经孔口流出的水力现象。（如蓄水池排水口出流）薄壁孔口：厚壁孔口：，按管嘴考虑。三、经孔口、管嘴的出流问题管嘴出流(NozzleEfflux)：是在孔口上连接一段很短的管子，流体从此管流出。d＜3d＞310Zd＞应用：水利工程上的闸孔，路基下的有压涵管，水力采煤用的水枪，消防用的龙头，汽油机中的汽化器，柴油机中的喷嘴，火炮中的驻退机，车辆中的减震器，喷射泵以及人工降雨器等都属于孔口或管嘴的应用问题。小孔口：或大孔口：或10Hd＜10Zd＜10Hd＞已知:图示一敞口贮...