三大方程應(yīng)用ppt課件

1、動(dòng)量方程的解題步驟,1. 選控制體 將所研究的兩個(gè)漸變流斷面之間的水體取為控制體； 2. 選坐標(biāo)系 選定坐標(biāo)軸 的方向，確定各作用力及流速的投影的大小和方向； 3. 作簡(jiǎn)圖、受力分析 分析脫離體受力情況，并在脫離體上標(biāo)出全部作用力的方向； 4. 列動(dòng)量方程解題 將各作用力及流速在坐標(biāo)軸上的投影代入動(dòng)量方程求解。 注：計(jì)算壓力時(shí)，壓強(qiáng)采用相對(duì)壓強(qiáng)計(jì)算。 注意與伯努利方程及連續(xù)性方程的聯(lián)合使用。,1,；.,2,；.,3,恒定總流動(dòng)量方程式應(yīng)用舉例 一、彎管內(nèi)水流對(duì)管壁的作用力 彎管中水流為急變流，動(dòng)水壓強(qiáng)分布規(guī)律和靜水壓強(qiáng)不同，因此不能用靜水壓力的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算彎管中液體對(duì)管壁的作用力。 取如圖所

2、示控制體，作用 于控制體上的力包括兩端 斷面上的 動(dòng)水壓力，還有 管壁對(duì)水流的反作用力。,3,；.,例3.水平面上的彎管，已知11斷面壓強(qiáng) p1=98kN/m2, v1=4m/s, d1=0.2m, d2= 0.1m，轉(zhuǎn)角=45, 不計(jì)水頭損失，求水流對(duì)彎管的作用力F？,4,；.,5,；.,取彎管軸線所在平面為基準(zhǔn)面 z1=z2=0，hw=0,6,；.,(2）用能量方程求p2,1,2,.,7,；.,說(shuō)明2-2斷面存在負(fù)壓。,(3) 用動(dòng)量方程求水流對(duì)彎管作用力F,8,；.,Fp2x=Fp2 cos ， Fp2y=Fp2 sin,Fp1=p1 A1 ，F(xiàn)p2=p2 A2,9,；.,= -1983

3、 N（方向與圖示相反）,10,；.,=1547N,11,；.,合力與水平方向夾角：,合力：,12,；.,13,；.,例4. 平底河道上設(shè)一弧形閘門，閘前水深為H5m，閘下收縮水深為hc1m ，閘門段水頭損失為閘前斷面流速水頭的1.2倍。 求水流對(duì)閘門的作用力F。（床面摩阻力不計(jì)）,14,；.,解: (1) 連續(xù)方程,(2) 利用能量方程求v1,15,；.,16,；.,Q=v1A1=v1BH,17,；.,(3) 用動(dòng)量方程求水流對(duì) 弧形閘門的作用力,1,18,；.,X方向的動(dòng)量方程:, Rx= F P1- Fp2 -Q(v2-v1),Fp1-Fp2-Rx=Q (v2-v1),水流對(duì)弧形閘門的作用

4、力F與Rx 大小相等,方向相反。,19,；.,射流沖擊力： 空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題。,20,；.,動(dòng)量方程的推廣：應(yīng)用于流場(chǎng)中任意選取的封閉體。,如圖所示分叉管路，當(dāng)對(duì)分叉段水流應(yīng)用動(dòng)量方程時(shí)，可以把沿管壁以及上下游過(guò)水?dāng)嗝嫠M成的封閉體作為控制體，此時(shí)該封閉體的動(dòng)量方程為:,21,；.,例題5：射流對(duì)擋板的作用力,(1) 取不同值,X向動(dòng)量方程：,y向：,能量方程：,22,；.,例題5：射流對(duì)擋板的作用力,(2) 取相同值,推力：,23,；.,例題5：射流對(duì)擋板的作用力,(3) 等于90,推力：,24,；.,25,；.,26,；.,eg：水從直徑為25mm的固定管嘴射出，撞擊一平板，射流與平板垂直夾角為30，射流速度為5m/s，平板與水流的摩擦不計(jì)，計(jì)算（1）平板靜止時(shí)水流作用在平板上的垂直力大小，同時(shí)計(jì)算Q2和Q3比值。,27,；.,小 結(jié)： 本章的核心內(nèi)容是流體動(dòng)力學(xué)的三大方程：連續(xù)方程、能量方程和動(dòng)量方程。 圍繞三個(gè)重要的方程式，學(xué)習(xí)了一些水力學(xué)的基本概念，主要有：流線、跡線、流束或者元流、總流、過(guò)水?dāng)嗝妗⒘髁?、?/p>