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文件名称:伯努利方程及其应用.pptx
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总页数:61 页
更新时间:2025-06-05
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文档摘要

第六章伯努利方程及其应用;第一节伯努利定理;联立以上两式消去l,即可将ρ表示为p函数,注意,此时并不要求流场是正压流场。;常见正压场有:

1、不可压缩流场:

2、完全气体等温流场:

3、完全气体绝热等熵流场:

;二、沿流线和涡线成立伯努利积分;;注意上式中积分常数C(L)与所取流线或涡线是相关。不一样流线或涡线会有不一样值,C(L)会组成等值面。这个等值面是由相交流线或涡线决定。

假如流场是正压流场,则压力函数与所取曲线无关,上式为:;这是我们最常见伯努利方程。总结一下它应用条件:不可压缩理想流体,定常流动,质量力仅为重力,沿流线或涡线成立。;由此我们知道,无旋流动伯努利积分,其常数全场相等,也就是说,此时我们应用伯努利方程无须在意1点和2点是不是在同一条流线或涡线上。面对流场是否无旋判断,上一章我们在讲到弗里德曼方程时有结论:理想流体,在质量力有势,流场正压时,流场如一开始无旋,则永远无旋,这有利于我们做出判断。;III、

物理意义:总水头高度守恒。(水头表示)

其中第I、II式多用于气体流动,III式多用于液体流动分析。;机械能损失不会表达在动能上,因为速度关系还要服从连续方程要求;普通也不会表达在势能上,因为势能关系由位置确定。所以更多是表达在压力(静压头)上。;4、关于不可压缩流体判断

液体必定是不可压缩,气体从物性上来讲是可压缩,不过,假如在流动过程中,忽略位置水头改变(普通所占比重小),并将过程看作是等温,,密度改变量取决于压力改变量,考虑一个绕流问题,流场中速度改变量最大两点:滞止点和远前方,有;我们知道音速:;第二节伯努利方程应用;;③如图,求B点压力,由连续方程:;④理想流体柏努利方程几何意义

柏努利方程第三式每一项量纲与长度相同,都表示某一高度。如图:

:表示研究点相对某一基准面几何高度,称位置水头。

:表示研究点处压强大小高度,表示与该点相对压强相当液柱高度,称压强水头。

:称测压管水头。

:表示研究点处速度大小高度,

称速???水头。

:称总水头。

那么,例题中③所表示情况怎样标出他各

种水头呢?

;例题中③所表示情况各种水头大小改变如图所表示:

;二、溢水道问题;上式在形式上与小孔出流公式一样。由上式可见,伴随z减小或落差h增大,速度V增大,由连续方程知其流管宽度应减小。同时,因为在溢口B处流速VB已不能忽略,故此时液面已低于远处z1,也就是说,水库水面高度在靠近溢口处时就已开始降低了。;三、汽油机化油器流动;2、化油器流动。化油器结构如图,已知D、d、pB,以及油箱油面到汽化器轴线垂直高度h,油面压力为pa,求将汽油吸入汽化器空气流量。设空气与汽油密度分别为:;由(a):;四、皮托管;滞止点与滞止参数:依据柏努利方程,假如忽略位置高度影响,当流体质点沿着流线运动时,伴随速度降低其压力会增高,而当V=0时,其压力会到达可能最大值。我们将此时流体质点所处状态叫;定义为总压,有;五、文丘利管;由此能够求得喉部平均速度:;六、无旋自由涡自由表面;(b)取R→∞处自由面高度z0=0,V0=0。Z坐标方向向下,则在自由面上任一点写出柏努力方程:;第三节完全气体作可逆绝热流动时

柏努利积分;其中为比热比,因为,有。对于完全气体其状态方程有,完全气体焓为,可知:;一、滞止状态;二、最大速度;三、声速、临界状态;所以:;这么,可压缩流柏努利积分常数之间就有以下关系:;在临界点Vcr=acr,将此点状态参数代入柏努利方程有:;四、马赫数,滞止参数与马赫数之间关系;速度系数:;第四节气体动力学——喷嘴流动;一、一维可压缩流动基本控制方程;对于一维定常流动:;怎样了解这么一个现象呢,流动过程在亚音速和超音速时,速度与面积改变规律为何会不一样?

二、流动中压力、密度改变

对于一个流管,连续方程ρVA=const是无条件成立。对于不可压流,因ρ=const,自然有A↑→V↓。但假如流动是可压缩,此时密度也是变量,当速度V改变时,比如V↑↑,假如密度减小量较小,即ρ↓,则需要A也减小A↓,使ρVA保持不变。但假如密度减小更大ρ↓↓↓,则需要A↑才能维持ρVA不变。

那么,密度改变与速度改变之间关系又是怎样呢。;后式代入前式: