第六章流體力學(xué)（四）

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁五.恒定流動(dòng)量方程動(dòng)量守恒定律在運(yùn)動(dòng)流體中的詳細(xì)體現(xiàn)。質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理為：質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量隨時(shí)光的變化率=作用于該質(zhì)點(diǎn)系的外力的矢量和：動(dòng)量方程推導(dǎo)的條件：恒定總流不可壓縮流體五.恒定總流動(dòng)量方程恒定總流的動(dòng)量方程：恒定總流動(dòng)量方程的投影式：動(dòng)量方程表明：單位時(shí)光內(nèi)，流入控制體的流體所具有的動(dòng)量與流出控制體的流體所具有的動(dòng)量之差，等于作用在該控制體內(nèi)流體上的所有質(zhì)量力與表面力之矢量和。控制體組成：流體與固體邊壁的接觸面，上游、下游兩漸變流過流斷面，上、下游過流斷面之間的囫圇流體邊界。控制體是以上幾部分封閉而成的。動(dòng)量方程應(yīng)用步驟：(1)選控制體(2)分析控制體內(nèi)流體受力（表面力、質(zhì)量力）(3)分析動(dòng)量增量流出控制體的流體具有的動(dòng)量－流入控制體的流體具有的動(dòng)量(4)列方程、列補(bǔ)充方程（延續(xù)方程、能量方程）(5)求解動(dòng)量方程應(yīng)用注重：(1)合理挑選坐標(biāo)系(2)準(zhǔn)確挑選控制體(3)方程中各項(xiàng)的正負(fù)號，應(yīng)以坐標(biāo)系正向?yàn)檎?4)受力分析：未知力可假設(shè)一方向，求解后未知力為正當(dāng)，則假設(shè)方向準(zhǔn)確：未知力為負(fù)值，則與假設(shè)方向相反。(5)方程各項(xiàng)的量綱，合力（不是應(yīng)力）例6-2管路中一段水平放置的等截面彎管，直徑ｄ為,彎角例6-2管路中一段水平放置的等截面彎管，直徑ｄ為,彎角，斷面的平均流速，其形心處的相對壓強(qiáng)為。若不計(jì)水頭損失，求水流對彎管的作使勁。解：1)判斷：求水流與固體邊壁之間的作使勁——用動(dòng)量方程。2)取控制體：取漸變流過流斷面1-1、2-2以及管內(nèi)壁所圍成的封閉曲面為控制體。3）分析受力——、為彎管對水流的反作使勁。兩斷面上的總壓力分離為、，控制體內(nèi)的水流重力不必考慮。恒定總流動(dòng)量方程列方程——ｘ方向：ｙ方向：代入求解，得：6-24（2005年）一壓力水管漸變段，水平放置，已知d1=1.5m，d2=lm，漸變段開始斷面相對壓強(qiáng)p1=388kPa，管中流量Q=2.2m3/s，忽略水頭損失，漸變段支座所受的軸心力為kN。(A)320(B)340(C)360(D)380解：判斷：求支座受力，即為求水流對管段的作使勁，用動(dòng)量方程求解。分析受力：兩個(gè)過流斷面上水壓力：P1、P2管道漸縮段作用于水流的反力RY方向作使勁為零。6-24（2005年）一壓力水管漸變段，水平放置，已知d1=1.5m，d2=lm，漸變段開始斷面相對壓強(qiáng)p1=388kPa，管中流量Q=2.2m3/s，忽略水頭損失，漸變段支座所受軸心力為kN。(A)3