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非恒定流。实际工程中所接触的流体流动,都可以视作恒定流动,给分析和计算带来很大方便。1.1.4恒定流连续性方程 ?恒定流连续性方程是由质量守恒定律得出的质
量守恒定律告诉 同一流体的质量在运动过程中不生不灭,即流体运动到任 何地方,其质量是恒定不变的?如图1.5所示,恒定流条件下,可以考虑以下几点:图1.5恒定
流连续方程图解 ?1由于是恒定流,流体的各点的流速不随时间发生变化。?2流体是连续介质,中间不会形成空隙。?3流体不能从研究对象流体的侧壁流入或流出。恒定
流的管道上取Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ两个过流断面,根据质量 守恒定律,通过断面Ⅰ-Ⅰ的质量流量等于通过断面Ⅱ-Ⅱ的质量 流量,假设断面Ⅰ-Ⅰ处的断面面积为A1流体的密
度为ρ1流 入的流体体积流量为Q1假定断面Ⅱ-Ⅱ处的断面面积为A2流 体的密度为ρ2流出的流体体积流量为Q2即 ρ1Q1=ρ2Q21.11若在管道上取n个过流断面,则式
(1.11可写成 ρ1Q1=ρ2Q2=…=ρnQn1.12?由前面学习可知,设备工程中的流体都可视作不可压缩流 体,即各个过流断面上的流体密度不变,ρ为常数。因此,流 体
的连续性方程可以写成 Q1=Q2=…=Qn1.13?因为Q=vA 代入上式得 v1A 1=v2A2=…vnA n1.14?从上式可以得出 v1∶v2∶…vn=1/A 1∶1/A 2∶…1/A n1.15?从连
续性方程可以看出,连续性方程确立了总流各过流断面 平均流速沿流向的变化规律,只要总流的流量已知或任意断 面的流速已知,则其他断面的流速即可算出。?例1.1
如图1.6所示管段。d1=2.5cmd2=5cmd3=10cm当流量为4L/时,求各管段的平均流速。图1.6?解】根据连续性方程 Q=v1A1=v2A2=v3A 3v1=Q/A 1===815cm/=
8.15m/?同理可得 v2=2.04m/v3=0.51m/?以上所列连续性方程,不但只限于两断面之间,还可推广到任意 空间,管道的三通处,无论分流还是合流,质量守恒定律仍
然 成立,即分流时 Q=Q1+Q2?合流时 Q1+Q2=Q1.1.5恒定元流能量方程 ?能量的守恒和转换定律告诉我能量即不会消灭,也不会 创生,只能从一种形式转换成另一种
形式,或者从一种物 2体转移到另一个物体,而在转换或转移过程中能量的总和保 持不变。流体有三种能量即位能、压能和动能。位能用Z来 表示,压能用来表示,动
能用来表示。当流体在管道中流动 时,根据能量守恒定律,这三种能量的总和坚持不变,也就 说,理想流动的某管段上取两个断面1-1和2-2该两个 断面上的三种能量
之和是相等的即 22?Z1+P1/γ +u1/2g=Z2+ P2/γ + u2/2g1.16?式(1.16就是理想流动时的能量守恒方程,也称作伯努利方 程。?实际上,流体在管道内流动,由
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