课题4 液体动力学基础

1、课 题 4： 液体动力学基础目的要求： 了解有关基本概念（理想液体、稳定流动等）；掌握连续性方程和伯努利方程，深入理解方程中各项物理意义；理解理想液体与实际液体伯氏方程的差别；了解动量方程的意义。重 点： 连续性方程 ； 伯努利方程。复习提问：1作业讲评 2归纳：1）液体静压力定义、特性、表示方法及单位 2）静力学基本方程及其物理意义 3）液体作用在固体壁面上的力（平面、曲面）作 业： 2-11、213；教 具： 课件教学内容和步骤：（附后）第2节 液体动力学基础 一、基本概念1理想液体和稳定流动稳定流动：液体流动时，若液体中任一点处的压力，流速和密度都不随时间而变化，则称之为稳定流动。2过流

2、断面，流量和平均流速1）过流断面（）：垂直于流体流动方向的截面（m2）2）流量()：单位时间流过某过流截面之液体体积。=V/t 3）平均流速（）：是一种为使计算方便引入的假想流速（实际液体流速在同一截面上各点不同，分布呈抛物线）当液体以流过断面A时，其流量与实际流量相等。 （2-8） 二、液体流动的连续性方程对作稳定流动的理想液体，根据质量守恒，当忽略液体的可压缩性时，则得 （29）或写成 上式说明，理想液体在管中流动时，无论面积怎样变化，只要液体连续，没有泄漏，没有空隙，则流过各断面的流量相等，也说明，流速与过流断面积成正比。 注意：对于（1）分支管路，（2）分开管路,因液体不连续不能看作同

3、一油路（如缸前后腔）。 三、流动液体的能量方程伯努利方程 它是能量守恒定律在流体动力学中的一种表现形式。1理想液体伯努利方程图2-9，理想液体作稳定流动时：根据能量守恒定律，在同一管道内各个截面处的能量相等。对于流动的单位质量液体，除了具有前述的压力能和位能外，还有动能。故对任选的二个截面有: 即 （210）或写成 （211） 上式称为理想液体的伯努利方程，（=0时为静力学方程）其物理意义是：在密闭管道内作稳定流动的理想液体具有三种形式的能量，在沿管道流动时，三种能量之间可以互相转换，但在任一截面，三种能量之和为一常数。 2实际液体的伯努利方程 由于三种原因 1）实际液体有粘性，即内磨擦； 2

4、）管道形变干扰非稳定流有损失； 3）流速的分布不均需动能修正；故实际液体的伯努利方程为： （212）即 （213）伯努利方程式在实际中应用很广泛，但必须满足以下条件才可适用：（1）（5） 应用伯努利方程时还必须注意： （1）（6） 3伯努利方程应用举例（1）通过伯氏方程讲清油泵吸油条件,过程,原理。 （2）分析：当H>0时，p2小于大气压即吸油条件是泵吸口要有真空度。（3）加大吸管直径，限制吸油高度；减少管路长度，可减小泵吸真空度，即可防止因真空度过大而产生气穴现象。 四、动量方程 它是刚体力学中的动量定理在液体力学中的应用。主要用来计算流动液体作用在固体壁面上作用力大小。刚体力学动量定理：作用在物体上的外力等于物体在单位时间内的动量的改变量：将代入上式并考虑以平均流速代替实际流速会产生误差，因而引入动量修正系数，则可写出如下形式的动量方程 （214） （215）工程上常常要求液体对通道固体壁面的作