三大方程应用ppt课件

1、动量方程的解题步骤,1. 选控制体 将所研究的两个渐变流断面之间的水体取为控制体； 2. 选坐标系 选定坐标轴 的方向，确定各作用力及流速的投影的大小和方向； 3. 作简图、受力分析 分析脱离体受力情况，并在脱离体上标出全部作用力的方向； 4. 列动量方程解题 将各作用力及流速在坐标轴上的投影代入动量方程求解。 注：计算压力时，压强采用相对压强计算。 注意与伯努利方程及连续性方程的联合使用。,1,；.,2,；.,3,恒定总流动量方程式应用举例 一、弯管内水流对管壁的作用力 弯管中水流为急变流，动水压强分布规律和静水压强不同，因此不能用静水压力的计算方法来计算弯管中液体对管壁的作用力。 取如图所

2、示控制体，作用 于控制体上的力包括两端 断面上的 动水压力，还有 管壁对水流的反作用力。,3,；.,例3.水平面上的弯管，已知11断面压强 p1=98kN/m2, v1=4m/s, d1=0.2m, d2= 0.1m，转角=45, 不计水头损失，求水流对弯管的作用力F？,4,；.,5,；.,取弯管轴线所在平面为基准面 z1=z2=0，hw=0,6,；.,(2）用能量方程求p2,1,2,.,7,；.,说明2-2断面存在负压。,(3) 用动量方程求水流对弯管作用力F,8,；.,Fp2x=Fp2 cos ， Fp2y=Fp2 sin,Fp1=p1 A1 ，Fp2=p2 A2,9,；.,= -1983

3、 N（方向与图示相反）,10,；.,=1547N,11,；.,合力与水平方向夹角：,合力：,12,；.,13,；.,例4. 平底河道上设一弧形闸门，闸前水深为H5m，闸下收缩水深为hc1m ，闸门段水头损失为闸前断面流速水头的1.2倍。 求水流对闸门的作用力F。（床面摩阻力不计）,14,；.,解: (1) 连续方程,(2) 利用能量方程求v1,15,；.,16,；.,Q=v1A1=v1BH,17,；.,(3) 用动量方程求水流对 弧形闸门的作用力,1,18,；.,X方向的动量方程:, Rx= F P1- Fp2 -Q(v2-v1),Fp1-Fp2-Rx=Q (v2-v1),水流对弧形闸门的作用

4、力F与Rx 大小相等,方向相反。,19,；.,射流冲击力： 空间问题转化为平面问题。,20,；.,动量方程的推广：应用于流场中任意选取的封闭体。,如图所示分叉管路，当对分叉段水流应用动量方程时，可以把沿管壁以及上下游过水断面所组成的封闭体作为控制体，此时该封闭体的动量方程为:,21,；.,例题5：射流对挡板的作用力,(1) 取不同值,X向动量方程：,y向：,能量方程：,22,；.,例题5：射流对挡板的作用力,(2) 取相同值,推力：,23,；.,例题5：射流对挡板的作用力,(3) 等于90,推力：,24,；.,25,；.,26,；.,eg：水从直径为25mm的固定管嘴射出，撞击一平板，射流与平板垂直夹角为30，射流速度为5m/s，平板与水流的摩擦不计，计算（1）平板静止时水流作用在平板上的垂直力大小，同时计算Q2和Q3比值。,27,；.,小 结： 本章的核心内容是流体动力学的三大方程：连续方程、能量方程和动量方程。 围绕三个重要的方程式，学习了一些水力学的基本概念，主要有：流线、迹线、流束或者元流、总流、过水断面、流量、断