一元流体动力学课件.ppt

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走近作者,叶至善19182006，江苏苏州人，著名的少儿科普作家优秀编辑优秀出版工作者。二十二岁开始跟着父亲叶圣陶学习写作和编辑，著作有: 未必佳集诗人的心等。,我会读,字词学习,窝囊 念书 班级 露面 角色 羡慕 殷切 段落 兄妹俩 排练,

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1、第二章 一元流体动力学,本章知识预告：一、描述流体运动的基本概念：恒定流与非恒定流，流线与迹线，一元、二元和三元流，元流与总流，均匀流与非均匀流等。二、恒定流连续性方程式：质量守恒。三、恒定流能量方程式：能量转换与守恒。四、能量方程的应用：步骤及注意事项，测流速和流量的应用。五、气流的能量方程六、恒定流动量方程式,流体静力学与流体动力学的主要区别：静力学考虑：重力、压力。 动力学考虑：重力、压力、惯性力、粘滞力。静压强只与该点所处的空间位置有关，与方向无关；动压强不仅与该点所处的空间位置有关，还与方向有关。描述流体运动的两种方法：拉格朗日法：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。特点：。

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,印刷工程导论,主 讲：王 芳,包 装 工 程 教 研 室,第一章 印刷发展简史,我国印刷业,印刷术的发明与发展,印刷术的起源,21世纪印刷业的发展趋势,11 印刷术的起源,一印刷术发明的前提条件文字的产生,魏晋,二印刷术发明的物质基础笔纸,

2、追踪流体质点的运动。少用。欧拉法：通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。特点：以固定空间、固定断面、或固定点为对象。常用。,第一节 描述流体运动的基本概念,一、压力流与无压流压力流流体运动时，流体充满整个流动空间并在压力作用下的流动。特点：没有自由表面，且流体对固体壁面的各处有一定的压力。如图2-1(a)。,无压流流体流动时，具有与气体相接触的自由表面，且只依靠流体自身重力作用下的流动。特点：具有自由表面，液体的部分周界与固体壁面相接触。如图(c)。,满流状态：流体的整个周界均与固体壁面相接触，但对管壁顶部没有压力。在工程中按无压流看待。,二、恒定流与非恒定流,非恒定流：流体任意一点。

3、的压强、流速、密度等运动要素随时间而发生变化的流动。 如图2-2(b)。,恒定流：流体运动时，流体任意一点的压强、流速 、密度等运动要素不随时间而发生变化的流动。 如图2-2(a)。,要描述恒定流动，比非恒定流简单得多。工程中大多数流动，均可按恒定流考虑。,三、流线与迹线,流速的大小由流线的疏密程度反映出来。流线不能相交，也不能是折线，只能是一条光滑的曲线或直线。,迹线某一流体质点在连续时间内的运动轨迹。 在恒定流中，流线和迹线是完全重合的。 在非恒定流中，两者不重合。,四、一元、二元和三元流一元流指流速等运动要素只是一个空间 坐标和时间变量的函数的流动。如管道内的流动。二元流指流速等运动要素。

4、是两个空间坐标和时间变量的函数的流动。如汇流。三元流指流速等运动要素是三个空间坐标和时间变量的函数的流动。如流过圆柱的绕流。,五、元流与总流,流管在流体运动的空间内，任取一封闭曲线S，过曲线S上各点作流线，这些流线所构成的管状流面称为流管。,流束流管以内的流体。元流过流断面无限小dA时的微小流束。总流无数元流的总和。,六、过流断面、流量和断面平均流速,流量：单位时间内某过流断面的流体量。有体积流量Q（m3/s），质量流量M(kg/s)，重量流量G(N/s)。,过流断面：在流束上作出 的与流线相垂直的横断面。见图26。,元流体积流量 总流的体积流量,元流dt时间内通过断面1-1的流体体积：,断面。

5、平均流速,过流断面上的流速分布是不相等的。如图28。,设想过流断面上流速v均匀分布，通过的流量与实际流量相等，流速v称为该断面的平均流速。有：,七、均匀流与非均匀流、渐变流与急变流,均匀流：指过流断面的大小和形状沿程不变，过流断面上流速分布也不变的流动。,第二节 恒定流连续性方程式,质量守恒定律在流体流动中的应用。取分析对象：一段元流，如图2-10。,流入1-1断面的流体质量流出2-2断面的流体质量,公式推导：,说明：断面，流速；断面，流速 。 三通分流时： Q1=Q2+Q3 v1A1=v2A2+v3A3三通合流时： Q1+Q2=Q3 v1A1+v2A2=v3A3,不可压缩流体总流连续性方程:。

6、,Q1=Q2=Q v1A1=v2A2=vA,第三节 恒定流能量方程式,能量转换与守恒定律在流体流动中的应用。,动能增加：,位能增加：(Z2-Z1)dQdt,元流能量方程,压力作功=动能增加+位能增加(p1-p2)dQdt=(Z2-Z1)dQdt+对任意断面：对于实际流体：考虑粘性阻力，机械能衰减hw,(2-15),二、总流能量方程,对公式(2-15)两边乘以dQ，再积分则有式（2-16）,势能项积分,渐变流断面上可以不考虑惯性力作用。渐变流的流速大小和方向变化缓慢。,渐变流也可以不考虑粘性力作用。 粘性力在断面上投影为零。,所以渐变流过流断面上只考虑重力和压力作用，其压强分布服从静力学规律，即在同一断面上流体各质点的测压管水头 常数。如图2-14。,渐变流,急变流,当我们选取的过流断面为渐变流断面时，则有,动能项积分,动能修正系数：,流速分布均匀，；紊流流动中，1.051.1。实际常取。,能量损失项积分设hw为平均单位重量流体能量损失。则,将各项积分值代入式(2-16)，则有,恒定总流伯努利方程,三、能量方程式的意义物理意义 几何意义,四、总水头线与测压管水头线,图2-16,如果您有任。