流体流动流体动力学.ppt

流体流动流体动力学
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* 本节内容提要
流体流动的宏观规律及不同形式能量的转化等问题，其中包括：
（1）质量守恒定律——连续性方程
（2）能量守恒守恒定律——柏努利方程
注意推导思路,适用条件,物理意义,工程应用。
* 本节学****要求
学会用两个方程解决流体流动的有关计算。
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管内流动
明渠流动
本课程仅介绍
管内流动
不锈钢管的分类：
不锈钢管分无缝钢管和焊接钢管（有缝管）两大类。
按断面形状又可分为圆管和异形管，广泛应用的是圆形钢管，但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。
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4-1 定态流动与非定态流动
1. 定态流动
在流动空间的各点上，流体的流速、压强
等所有流动参数仅随空间位置变化，而不随时
间变化。

在流动空间的各点上，流体的流速、压强
等所有流动参数既随空间位置变化，也随时间
变化。
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4-2 流量与流速
1. 体积流量qv,s或qv,h
单位时间内流经管道任意截面的流体体积。
qV,s——m3/s;　　qV,h——m3/h
,s或qm,h
单位时间内流经管道任意截面的流体质量。
qm,s——kg/s;　　qm,h——kg/h。
二者关系 qm,s＝ρqV,s , qm,h＝ρqV,h
一、流量
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二、流速
2. 质量流速G
单位时间内流经管道单位径向截面积的流体质量。
平均流速u
　　单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离
（局部流速不相等，壁面处为0，通道中心最大）。
4-2 流量与流速
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流量qV,s一般由生产任务决定
流速选择：

u
u适宜
费
用
总费用
设备费
操作费
管道为圆形
↑→ di ↓ →设备费用↓
流动阻力↑ →动力消耗↑ →操作费↑
均衡考虑
4-2 流量与流速
例１-６ (P18)
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对于定常流动(Steady State Flow)系统，任一截面上的流速、密度、压强等物理参数均不随时间而变。在管路中流体没有增加和漏失的情况下：
推广至任意截面
——连续性方程
1
1
2
2
4-3 连续性方程－定常流动的物料衡算
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不可压缩性流体，
圆形管道 ：
即不可压缩流体在管路中任意截面的流速与管内径的平方成反比 。
——连续性方程
——连续性方程
4-3 连续性方程－定常流动的物料衡算
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以上连续性方程是流体定常流动的物料衡算式。反映出qm,s、qV,s、u、ρ、A之间的相互关系。
——连续性方程
——连续性方程
——连续性方程
4-3 连续性方程－定常流动的物料衡算
例１-7 (P19)
作业：１-7 (P61)
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