液体动力的介绍ppt课件.ppt

2、3 液体动力学
目的任务:了解流动液体特性、传递规律
掌握动力学三大方程、流量和结论
重点难点:流量与流速关系及结论三大方程
及结论、物理意义
2、3 液体动力学
研究内容: 研究液体运动和引起运动的原
因,即研究液体流动时流速和
压力之间的关系(或液压传动
两个基本参数的变化规律) 主要讨论: 动力学三个基本方程
2、3、1、基本概念
理想液体、恒定流动
1 理想液体:既无粘性又不可压缩的液体
2 恒定流动(稳定流动、定常流动):
流动液体中任一点的p、u和
ρ都不随时间而变化流动.
2、3、1、基本概念
流线、流管和流束(动画演示)
1 流线—某一瞬时液流中各处质点运动状态的一
条条曲线
2 流束—通过某截面上所有各点作出的流线集合
构成流束
3 通流截面——流束中所有与流线正交的截面
(垂直于液体流动方向的截面)
2、3、1、基本概念
流量和平均流速
流量—单位时间内流过某通流截面液体体积q
dq = v/t = udA
整个过流断面的流量:
q = ∫AudA
平均流速—通流截面上各点均匀分布假想流速
q = vA = ∫A udA
v = q/A
2、3、2 连续性方程
2 连续性方程 m1 = m2
ρ1u1dA1dt = ρ2 u2dA2dt
若忽略液体可压缩性ρ1=ρ2 = ρ
u1dA1 = u2dA2
动画演示∫A u1dA1 = ∫A u2dA2
则 v1A1 = v 2A2
或 q = vA = 常数
结论:液体在管道中流动时,流过各个断面的流
量是相等的,因而流速和过流断面成反比。
2、3、3 伯努利方程 能量守恒定律在流体力学中的应用
能量守恒定律:理想液体在管道中稳定流
动时,根据能量守恒定律,
同一管道内任一截面上的总
能量应该相等。
或:外力对物体所做的功应该等
于该物体机械能的变化量。
理想液体伯努利方程
1 外力对液体所做的功
W = p1A1v1dt - p2A2v2dt = (p1-p2) ∆V
2 机械能的变化量
位能的变化量:∆ Ep = mg∆h = ρg ∆V (z2 - z1)
动能的变化量:∆ Ek = m∆v2/2 =ρ∆V(v22 - v21)/2
根据能量守恒定律,则有:W = ∆Ep + ∆ Ek
(p1-p2) ∆V= ρg ∆V (z2-z1) +ρ∆V(v22-v21)/2
整理后得单位重量理想液体伯努利方程为:
p1 +ρg Z1 +ρv12 / 2 = p2+ρg Z2 +ρv22/2
或 p/ρg +Z+ v2 /2g= C(c为常数)