1、,主講人：歐哥,主講內(nèi)容,流場(chǎng)的基本概念,恒定流連續(xù)性方程,實(shí)際液體恒定總流的能量方程,能量方程的應(yīng)用條件,液體運(yùn)動(dòng)的描述方法,、拉格朗日法 以液體中的個(gè)別質(zhì)點(diǎn)為對(duì)象，研究其運(yùn)動(dòng)軌跡、速度等運(yùn)動(dòng)要素隨時(shí)間變化的情況，進(jìn)而掌握整個(gè)液體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 、歐拉法 著眼于液體質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過的各特定空間位置上運(yùn)動(dòng)要素隨時(shí)間變化的情況，而不追究各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的詳細(xì)運(yùn)動(dòng)過程。,流場(chǎng)的基本概念,基本概念 流線與跡線 流線：表示某一瞬間流場(chǎng)中各質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)方向曲線。,流線特性： 流線是無折點(diǎn)的光滑曲線。 任意兩流線不相交。 固體邊界上的流線與邊界重合。 流線的疏密度反映流速大小。 跡線:某一液體質(zhì)點(diǎn)在連續(xù)運(yùn)動(dòng)過程中所占空間位

2、置隨時(shí)間連續(xù)變化的軌跡。,跡線和流線區(qū)別與聯(lián)系,跡線是同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻形成的軌跡； 流線是不同質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻形成的曲線。,流管、元流與總流 流管：在流線中通過任一不與流線重合的微小閉合曲線上各點(diǎn)的所有流線過程的管狀曲面。 元流：流管內(nèi)所有的液體質(zhì)點(diǎn)所形成的流動(dòng)。 總流：流動(dòng)區(qū)域的整個(gè)流動(dòng)。 過流斷面、流量和平均流速 過流斷面：與總流（或元流）流線正交的橫斷面 流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過某一過流斷面的液體體積用Q 表示。,流動(dòng)類型 恒定流與非恒定流（主要研究對(duì)象） 均勻流與非均勻流 漸變流與急變流 有壓流與無壓流 一元流、二元流與三元流,恒定總流連續(xù)性方程,恒定流連續(xù)性方程是連續(xù)介質(zhì)液體運(yùn)動(dòng)遵循物質(zhì)質(zhì)

3、量守恒原理的具體表現(xiàn)，用一元流動(dòng)分析法討論可得： Q1=Q2 或 v1A1=v2A2 對(duì)于有分叉的恒定總流，連續(xù)性方程可以寫為： Q流入=Q流出,由方程可得：不可壓縮恒定總流中任意過流斷面上的流量都相等，或斷面平均流速與過水?dāng)嗝婷娣e成反比。 恒定流連續(xù)性方程的形式雖然簡(jiǎn)單，但在分析液體運(yùn)動(dòng)時(shí)極為重要，它是不涉及任何作用力的反映液體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本方程，對(duì)于理想液體和實(shí)際液體都適用。,（1）恒定元流的能量方程 根據(jù)物理學(xué)動(dòng)能定理或牛頓第二定律，可以導(dǎo)出 恒定元流的兩個(gè)過水?dāng)嗝嬷g的能量關(guān)系式為:,恒定總流的能量方程,（2）恒定總流的能量方程 將恒定元流能量方程沿總流的2個(gè)過水?dāng)嗝孢M(jìn)行積 分，并且引

4、入過水?dāng)嗝嫣幩魇蔷鶆蛄骰蛘邼u變流的 條件，就可得到恒定總流的能量方程（稱為伯努利方 程）,恒定總流能量方程 各項(xiàng)的量綱都是長(zhǎng)度量，因此可以用比例線段表示位置水頭、壓強(qiáng)水頭、流速水頭的大小。 各斷面的位置水頭、測(cè)壓管水頭和總水頭端點(diǎn)的連線分別稱為位置水頭線、測(cè)壓管水頭線和總水頭線.,（3）恒定總流能量方程的圖示，水頭線和水力坡度,根據(jù)水頭線表示的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，恒定總流能量方程 的幾何意義可以這樣來描述：對(duì)于理想液體（hw=0）， 總水頭線是一條水平線；對(duì)于實(shí)際液體（hw0），總水 頭線總是一條下降的曲線或直線，它下降的數(shù)值等于兩 個(gè)過水?dāng)嗝嬷g水流的水頭損失。 注意：測(cè)壓管水頭線不一定是下降的

5、曲線，需要由位 能與壓能的相互轉(zhuǎn)換情況來確定其形狀。對(duì)于均勻流， 流速水頭沿程不變，總水頭線與測(cè)壓管水頭是相互平行 的直線。,（4）應(yīng)用恒定總流能量方程的條件和注意事項(xiàng) 1）恒定總流能量方程的應(yīng)用條件: a、液流必須是不可壓縮的恒定流； b、作用在液體上的質(zhì)量力只有重力； c、建立能量方程的兩個(gè)過水?dāng)嗝娑急仨毼挥诰鶆?流或漸變流段，但該兩斷面間的某些流動(dòng)可以 是急變流； d、兩計(jì)算斷面間無流量的匯入或流出，否則要建 立相應(yīng)的方程式。,2）應(yīng)用恒定總流能量方程需要注意的具體問題: a、必須確定基準(zhǔn)面?；鶞?zhǔn)面可以任意選擇，但 盡可能使所選的基準(zhǔn)面能簡(jiǎn)化能量方程，便 于求解。同一能量方程只能選擇同一基準(zhǔn)面。 b、計(jì)算壓強(qiáng)水頭時(shí)兩個(gè)斷面的壓強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)要相同。 c、測(cè)壓管水頭的計(jì)算，對(duì)于管流，計(jì)算點(diǎn)取在管 軸線上,對(duì)明渠水流,計(jì)算點(diǎn)取在自由表面上。,d、選取過水?dāng)嗝娉藵M足漸變流條件外,還應(yīng)使 所選斷面上未知量盡量少,以簡(jiǎn)化能量方程的 求解過程。 e、求解能量方程必須確定動(dòng)能修正系數(shù)