实际流体恒定总流的伯努利方程.doc

实际流体恒定总流的伯努利方程一、生活实际船吸现象案例： 1912年秋季的某一天,当时世界上最大的远洋轮船“奥林匹克号”正航行在大海上,在离“奥林匹克号”100m的地方,有一比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”与它平行疾驶着,这时却发生了一件意外的事情:小船好像被大船吸过去似的,完全失控,一个劲地向“奥林匹克号”冲去，最后,“豪克号”的船撞在“奥林匹克号”的船舷上,把“奥林匹克撞了个大洞。是什么原因造成这次事故呢?小实验小实验：如果两手各拿一张薄纸，使它们之间的距离大约4-6厘米，然后用嘴向着两张纸中间吹气，如图所示，纸张是向内靠还是向外飘动？想一想，动手试试看 二、恒定总流能量方程式的推导恒定元流能量方程方程两端乘以重量流量 ，得单位时间内通过元流两过流断面的能量关系：积分，得单位时间内通过总流两过流断面的能量关系：1. 势能积分: 物理含义：表示单位时间内通过断面的流体势能如果断面是渐变流,服从静压强分布规律2. 动能积分：物理含义：表示单位时间内通过断面的流体动能。引入一个动能修正系数（是实际动能与按断面平均流速计算的动能之比）3.水头损失积分：物理含义：表示单位时间内流体克服1-2流段的摩擦阻力作功所损失的机械能为了计算方便，设 为单位重量流体在两过流断面上的平均能量损失。实际流体恒定总流的能量方程式， 也称之为恒定总流伯努利方程。伯努利方程的目的：确立了恒定总流流动中势能和动能、流速和压强相互转化的普遍规律。适用条件1.恒定流2.流体是不可压缩的3.列方程的两个断面必须是渐变流的过流断面（均匀流更没问题）4.整个流段质量力只有重力，不受惯性力的作用5.两断面间没有分流或合流断面间无能量的输入和输出：在实际工程中，有能量的输入和输出的情况还是非常多的，比如：管道中有风机或者水泵就会有能量的输入，如果管道中安装水轮机或汽轮机，就可以输出能量。对这种情况只要把守恒关系建立起来就行了+Hi能量的输入，-Hi能量的输出（二）恒定总流能量方程式的应用船吸现象案例： 1912年秋季的某一天,当时世界上最大的远洋轮船“奥林匹克号”正航行在大海上,在离“奥林匹克号”100m的地方,有一比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”与它平行疾驶着,这时却发生了一件意外的事情:小船好像被大船吸过去似的,完全失控,一个劲地向“奥林匹克号”冲去，最后,“豪克号”的船撞在“奥林匹克号”的船舷上,把“奥林匹克撞了个大洞。是什么原因造成这次事故呢?根据流体力学的伯努利原理，流体的压强与它的流速有关，流速越大，压强越小；反之亦然用这个原理来审视这次事故，就不难找出事故的原因了原来，当两艘船平行着向前航行时，在两艘船中间的水比外侧的水流得快，中间水对两船内侧的压强，也就比外侧对两船外侧的压强要小于是，在外侧水的压力作用下，两船渐渐靠近，最后相撞又由于豪克号较小，在同样大小压力的作用下，它向两船中间靠拢时速度要快的多，因此，造成了豪克号撞击奥林匹克号的事故现在航海上把这种现象称为船吸现象现象的解释小实验：如果两手各拿一张薄纸，使它们之间的距离大约4-6厘米，然后用嘴向着两张纸中间吹气，如图所示，纸张是向内靠还是向外飘动？想一想，动手试试看 我国唐朝著名诗人杜甫茅屋为秋风所破歌：八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅同样道理，当刮风时，屋面上的空气流动得很快，等于风速，而屋面下的空气几乎是不流动的根据伯努利原理，这时屋面下空气的压力大于屋面上的气压要是风越刮越大，则屋面上下的压力差也越来越大一旦风速超过一定程度，这个压力差就哗的一下掀起屋顶的茅草，使其七零八落地随风飘扬 火车飞速而来时，你决不可站在离路轨很近的地方，因为疾驶而过的火车对站在它旁边的人有一股很大的吸引力有人测定过，在火车以每小时50公里的速度前进时，竟有8公斤左右的力从身后把人推向火车 为什么到水流湍急的江河里去游泳是很危险的事有人计算了一下，当江心的水流以每秒1米的速度前进时，差不多有30公斤的力在吸引着人的身