工程流體力學和動力學基礎以及定理講解

1、工程流體力學和動力學基礎以及定理講解第三章 流體運動學與動力學基礎研究方法流體運動規(guī)律基本概念章節(jié)結構研究流體流動的方法3.1流體運動的基本概念3.2質量守恒連續(xù)性方程3.3牛頓第二定律伯努利方程3.4 3.6動量定理動量方程3.7第三章 流體運動學與動力學基礎 例1： 有一噴水裝置如圖示。已知h1，h2，h3，求噴水出口流速，及水流噴射高度h（不計水頭損失）。第三章 流體運動學與動力學基礎解： 以33斷面為基準面，列11、33兩斷面的能量方程：以22斷面為基準面，列22、44兩斷面的能量方程：所以， 第三章 流體運動學與動力學基礎 例2：U形水銀壓差計連接于直角彎管，已知：d1300mm，d

2、2=100mm，管中流量Q100L/s時，試問：壓差計讀數(shù)h等于多少？（不計水頭損失）第三章 流體運動學與動力學基礎解：以00斷面為基準面，列11、22兩斷面的能量方程：又 由等壓面aa得壓強關系： 第三章 流體運動學與動力學基礎則 所以 第三章 流體運動學與動力學基礎 例4：圖示為一抽水裝置，利用噴射水流在吼道斷面上造成的負壓，可將M容器中的積水抽出。已知：H、b、h（不計損失），求：吼道有效斷面面積A1與噴嘴出口斷面面積A2之間應滿足什么樣的條件能使抽水裝置開始工作？第三章 流體運動學與動力學基礎解：以11為基準面，列00、11斷面的能量方程：以00為基準面，列11、22斷面的能量方程：要

3、使抽水機工作： 則： 第三章 流體運動學與動力學基礎又因為： 所以： 第三章 流體運動學與動力學基礎3-2 已知平面流動的速度分布規(guī)律為，式中B為常數(shù)，求流線方程。第三章 流體運動學與動力學基礎3-2 已知平面流動的速度分布規(guī)律為，式中B為常數(shù)，求流線方程。解： 流線微分方程： 代入得： 第三章 流體運動學與動力學基礎3-11：為了在直徑D160mm的管線上自動摻入另一種油品，安裝了如下裝置：自錐管喉道處引出一個小支管通入油池內。若壓力表讀數(shù)，喉道直徑d40mm，T管流量Q30L/s，油品相對密度，欲摻入的油品相對密度為，油池油面距喉道高度H，如果摻入油量為原輸送量的10%，B管水頭損失設為油

4、柱，試決定B管直徑以多大為宜？第三章 流體運動學與動力學基礎解： 列11、22的伯努利方程：第三章 流體運動學與動力學基礎代入伯努利方程：列33、44的伯努利方程：第三章 流體運動學與動力學基礎3-14：用80KW的水泵抽水，泵的效率為90%，管徑為30cm，全管路的水頭損失為1m，吸水管水頭損失為，試求抽水量、管內流速及泵前真空表的讀數(shù)。 第三章 流體運動學與動力學基礎解： 泵的揚程：H=z2-z1+h1-2=29+hw=30m H2O對11、22兩液面列伯努利方程：第三章 流體運動學與動力學基礎3-16：圖示離心泵以20m3/h的流量將相對密度的油品從地下罐送到山上洞庫油罐。地下罐油面壓力

5、大氣壓，洞庫油罐油面壓力大氣壓。設泵的效率，電動機的效率，兩罐液面差H40m，全管路水頭損失設為5m，求泵及電動機的額定功率（即輸入功率）應為多少？第三章 流體運動學與動力學基礎解： 對11、22兩液面列伯努利方程：第三章 流體運動學與動力學基礎3-17： 用8kW的水泵抽水，泵的效率為90%，管徑300mm，全管路水頭損失設為3m水柱，吸入管線的水頭損失設為水柱。求抽水量、管內流速及泵前真空度？（提示：因流量是未知數(shù)，能量方程將為一元三次方程，可用試算法求解） 第三章 流體運動學與動力學基礎解： 由11、22兩液面列伯努利方程得：第三章 流體運動學與動力學基礎對11、3兩液面列伯努利方程：第

6、三章 流體運動學與動力學基礎3-18 輸油管上水平90轉彎處，設固定支座。所輸油品相對密度為，管徑300mm，通過流量100L/s，斷面1處壓力大氣壓，斷面2處壓力大氣壓。求支座受壓力大小和方向？第三章 流體運動學與動力學基礎解：Q100L/sAV1AV2x方向動量方程： 第三章 流體運動學與動力學基礎y方向動量方程： 第三章 流體運動學與動力學基礎3-19：水流經過60漸細彎頭AB，已知A處管徑DA，B處管徑DB通過的流量為3/s，B處壓力pB大氣壓。設彎頭在同一水平面上，摩擦力不計，求彎頭所受推力為多少牛頓？v w例第三章 流體運動學與動力學基礎解：對A、B列伯努利方程：第三章 流體運動學

7、與動力學基礎由動量方程：x： y： 第三章 流體運動學與動力學基礎3-23： 水射流以的速度從直徑d100mm的噴口射出，沖擊一固定的對稱葉片，葉片的轉角135，求射流對葉片的沖擊力。第三章 流體運動學與動力學基礎解： 第三章 流體運動學與動力學基礎例3. 例3：水從立管下端泄出，立管直徑為d50mm，射流沖擊一水平放置的半徑R150mm的圓盤，若水層離開盤邊的厚度1mm，求流量Q及汞比壓計的讀數(shù)h。水頭損失不計。第三章 流體運動學與動力學基礎分析： 11： p1（0）， V1（？）， z1（） 22： p2（0）， V2（？）， z2（）33： p3（ ？）， V3（0）， z3（）（駐點）每點都有一個未知數(shù)，可對任何兩點列方程。第三章 流體運動學與動力學基礎解：以圓盤為