2.2 流動液體的力學規(guī)律
◆基本概念
◆連續(xù)性方程
◆伯努利方程
2.2.1 基本概念
◆理想液體: 既不可壓縮又無粘性的液體。
◆理想氣體: 可壓縮但沒有粘性的氣體。
◆一維定常流動: 即流場中速度與壓力只是空間點的位置的函數(shù)而與時間無關(guān),則稱流場中的流動為定常流動。在定常流動條件下,如果通過適當選擇坐標(包括曲線坐標)后,使流速與壓力只是一個坐標的函數(shù),則稱這樣的流動為一維定常流動。
◆通流截面:在流場中作一面。若該面與通過面上的每一條流線都垂直,則稱該面為通流截面。
圖2—7 流線、流束與通流截面
◆流量:單位時間內(nèi)流過某通流截面的流體體積。
法定單位: ,工程中常用升/分(L/min)
◆通流截面上的平均流速:
◆流動液體中的壓力和能量: 由于存在運動,所以理想流體流動時除了具有壓力能與位能外,還具有動能。即流動理想流體具有壓力能,位能和動能三種能量形式.
單位重量的壓力能:
單位重量的位能: Z .
單位重量的動能:
2.2.2 連續(xù)性方程:
質(zhì)量守恒定律在流動液體情況下的具體應(yīng)用.
◆q=vA=常數(shù)
◆不可壓縮流體作定常流動時,通過流束(或管道)的任一通流截面的流量相等.
◆通過通流截面的流速則與通流截面的面積成反比.
2.2.3 伯努利方程(能量方程):
能量守恒定律在流動液體中的表達形式
圖2-8 伯努利方程推導意簡圖
◇理想液體的伯努利方程
◇實際液體的伯努利方程
◇伯努利方程應(yīng)用實例
◆理想液體的伯努利方程
理想液體定常流動時,液體的任一通流截面上的總比能(單位重量液體的總能量)保持為定值。
總比能由比壓能()、比位能(Z)和比動能()組成,可以相互轉(zhuǎn)化。
由于方程中的每一項均以長度為量綱,所以亦分別稱為壓力水頭,位置水頭和速度水頭.
靜壓力基本方程是伯努利方程的特例.
◆實際液體的伯努利方程
α:動能修正系數(shù),為截面上單位時間內(nèi)流過液體所具有的實際動能,與按截面上平均流速計算的動能之比(層流時α=2,紊流時α=1)
:單位重量液體所消耗的能量
◆伯努利方程應(yīng)用實例
液壓泵吸油口處的真空度是油箱液面壓力與吸油口處壓力p2之差。
液壓泵吸油口處的真空度卻不能太大. 實踐中一般要求液壓泵的吸油口的高度h不超過0.5米.
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