泵与风机单元二课题二李静

1、单元单元一液体机械运动的根本规律课题课题二液体动力学根本方程式及其应用课型新授课课时2教学目标知识目标：掌握液体运动的运动要素与运动研究方法，举例说明欧拉 法、；流线、稳定流、缓变流的定义和作用。技能目标：通过测压管让学生了解液体运动要素与运动的关系。 德育目标：分析管中流速的变化掌握水流状态，确保设备的稳定运行。教学重点1、液体的运动研究方法。2、液体流动的分类。教学难点一、压力、流速的概念二、稳定流、缓变流的区别。教学方法讲授、分析、比拟教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析本小节内容通过确定研究电厂中各设备内流体运动的方法，确定 出设备内处于稳定流的缓变流时，管内流体流动能量损失最小。教后记

2、布置作业P49 2-9、2-10作业情况教学过程：备注引入课题：在自然界或工程实际中，流体大多处于运动状态，正确掌握他们的运动规律，是热力发电厂平安经济运行的一个重要保证。讲授新课：一、液体的运动要素与运动研究方法1、液体的运动要素。(1)、疋义：不同的压力和流速反映液体不同的运动情况，这种表示液体运动特性的物理量如压力、流速等，统称为液体的运动要素。(2)、方程：设任意时刻t，质点坐标为(x，y，z)，贝重点x = x(a,b,c,t)掌握y = y(a,b,c,t)管道z = z(a,b,c,t)中流(3)、适用情况：流体的振动和波动问题。体的(4 )、优点：可以描述各个质点在不同时间参量

3、变化，研究流体运动轨迹流动上各流动参量的变化。缺点：不便于研究整个流场的特性。(5)、压力：管内液体运动时，测压管显示的液体动压力，简称压力。(6)、流速：流体质点在单位时间内移动的距离叫做液体质点的运动速度。2、研究液体运动的方法。(欧拉法)电厂(1)、定义：以流场内的空间点为研究对象，研究质点经过空间点时运动参流场数随时间的变化规律，把足够多的空间点综合起来得出整个流场的运动规律。确实(2)、欧拉变数：空间坐标(x，y，z)称为欧拉变数。疋(3)、方程：因为欧拉法是描写流场内不同位置的质点的流动参量随时间的变化，那么流动参量应是空间坐标和时间的函数。位置：x = x(x,y,z,t)y =

4、 y(x,y,z,t)z = z(x,y,z,t)速度：Ux=Ux(x,y,z,t)uy=Uy(x,y,z,t)说明：x、y、z也是时间t的函数。UxUxUxUxaxtUxUyUz加速度：xyzUyUyUyUyaytUxUyUz 一xyzUzUzUzUzaztUxUyUzxyz同理： p=p (x,y,z,t ), p =p (x,y,z,t)必须 首先 计算 加速 度uz=Uz(x,y,z,t)全加速度二当地加速度+迁移加速度当地加速度：在一定位置上，流体质点速度随时间的变化率。迁移加速度：流体质点所在的空间位置的变化而引起的速度变化率。说明：两种方法具有互换性。但由于欧拉法较简单，且本书着

5、重讨论流场的 整体运动特性。所以，采用欧拉法研究问题。4、流线：欧拉法此处 为难 点，结 合实 际讲 解 定义：是表示流场中同一时刻一系列连续质点流动方向的空间曲线 流线的特性：1、流线是一条光滑曲线，既不能相交，也不能转折2、靠近固体壁面的流线通常与壁面平行，假设流线不平行而脱离壁面时，会出现 漩涡3、定常流场中流线的形状不随时间变化，并与迹线重合。4、非定常流动时，流线和迹线不重合。5、流线密集的地方，表示该处的流速较大；稀疏的地方，表示该处的流速较小流线方程:dx dy dz ds Ux Uy uz uUxUyx ty t：Uz0dxdy解：x ty t例题:求：t = 0时，A ( 1

6、,1 )点流线的方程。流线方程注意 时间、 空间 变化 对流 体的 影响积分：In(x+t)=-ln(-y+t)+C (x+t) (-y+t)=C' 当t = 0时，x = 1, y= 1,代入上式得： C' = 1 所以，过A ( 1,1)点流线的方程为：xy = 1、液体流动的分类 1、稳定流与非稳定流如下图，在流场 中任取一条不是流线的 封闭曲线，通过该曲线 上的各点可作出许多条 流线，这些流线构成的 管状外表，称为流管。流管内的全部流体称为可认为相同(1)、特性:A. 流管内外无流体质点交换B. 稳定流时，流管形状不随时间而变，只随空间位置不同而变化的流动C. 非稳定流

7、：流场中任意一点的运动要素不仅随空间位置变化，同时也随 时间而变化的流动，(2)应用：负荷不变的正常运行时，各种汽、水、油、风及烟在管道内的流动都认为是稳定流。机组启停及负荷变动时，流体在各管道内的流动都是非 稳定流。2、缓变流与急变流急变流soIIito刻廉扩大突然缩小如下图，流速的大小和方向沿流线变化很小的流动，称为缓变流。在缓变流中，流线近似为互相平行的直线。其他管段内的流动均为急变流。小结：用欧拉法即宏观的角度来分析和解决问题效果较好。该方法将抽象的理论 用形象的流线表现出来，学生易于接受。单元单元一液体机械运动的根本规律课题课题二液体动力学根本方程式及其应用课型新授课课时2教学目标知

8、识目标：掌握过流断面的平均流速、稳定液流的连续性方程式及 应用。技能目标：连续性方程式的推导，得出稳疋液流中流速与过流断面 的关系。德育目标：用连续性方程式来判断电厂中管路流体流动的状态。教学重点1、过流断面的平均流速。2、稳定液流的连续性方程式。教学难点一、过流断面上流速的分布。二、稳定液流的中C与A的关系。教学方法讲授、分析、比拟教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析在热力发电厂中，通过各种设备的压力表对设备的压力进行控 制，对平安运行起着重要的指导作用，因而准确分析压力表的测量 结果，进行电厂设备的有效控制至关重要。教后记布置作业P 49 2-11、2-12作业情况备注教学过程:引入课题：研

9、究流体机械运动的规律时，必须首先分析作用在流体上的各种力讲授新课：流量及过流断面平均流量。1、流量在理 解的 根底 上掌 握1、微分形式的连续性方程(1)可压缩流体非定常三维流动的连续性方程。St-3fy 3s主=0假设流体是定常流动，那么，上式成为为可压缩流体定常三维流动的连续性方程。假设流体是不可压缩的，不管是定常或非定常流动'均为常数，故成为明确 各过 程线 的含 义(1) 定义：单位时间内，通过过流断面的液体数量，成为流量(2)、流量:流量可分为体积流量Q (m3/s )和质量流量M(kg/s )两类 2、过流断面平均流速：根据流量相等原那么确定的均匀速度 v断面平均流速 (假

10、想的流速)，工程上常说的管道中流体的流速即是 v。(可进而理解：就是 体积流量被过水断面面积除得的商。)二、稳定液流的连续性方程式及其应用。+ -+ = 0朴 r为不可压缩流体三维流动的连续性的方程。2、一维总流的连续性方程(1) 微元流束的连续性方程1c1dA| 2c2d(2) 总流的连续性方程可压缩流体定常流动时连续性方程i Ci A2 C2A2沿流程的质量流量保持不变不可压缩流体定常流动时连续性方程C| A|C2 A21+ Q2 = Q小结：灵活运用连续性方程式去求解各种有压管道内流体的压力此处 为难 点，结 合实 际讲 解单元单元一液体机械运动的根本规律课题课题二液体动力学根本方程式及

11、其应用课型新授课课时2教学目标知识目标：了解液体流动的机械能及其转换，掌握单位重力液体表示 的能量方程式。技能目标：能量守恒定律同样适用于电厂中流体的流动过程。德育目标：能量转换中有局部能量转换为能量流动损失，注意通过米 取恰当的措施来到达节能环保的目的。教学重点1、分析有压管道内液体流动的机械能及其转换。2、稳定液流的能量方程式。教学难点一、分析管道内比动能和比压能的转换过程。二、稳定液流的能量方程式的推导过程。教学方法讲授、分析、比拟教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析本小局部内容从能量分析的角度推导了流体流动中两过流断面的 能量方程式，为电厂中节能减排提供了参考的数据，只有采取各种有 效措

12、施降低能量损失，才能进一步提高效率。教后记布置作业P49 2-13作业情况教学过程：备注引入课题：稳定液流的能量方程式是液体流动时遵循的根本规律，常与连续性方程式联立起来解决生产实际问题。讲授新课：三、稳定液流的能量方程式及其应用一、液体流动的机械能及其转换。实验装置：开启阀门K,并使管中水流为稳定流，那么可以观察到的现象和分析的结论。1各测压管中水柱液面均有所下降。说明管道内各点的比势能都有所减小。2管道出口有水流出。说明管内的水正以一定的流速在运动。重点比动能：单位重量液体所具有的动能。掌握3 比拟点1、2处测压管中水柱高度可知，h1<h2,C1>C2.说明液体由小断面管道流到

13、大断面管道时，比动能减小，比压能增大。4 再比拟3、4处位置咼度、测压管中水柱咼度可知，液体在等直径管道内流动时，无论位置咼低，由于流速相等其沿程各点的比动能均保持不变，各点的比势能是沿程减小的。5 取后，观察水流以一疋流速向上空喷射时，水流上升到一疋咼度后才落下，这说明压力不变的条件下，动能与位能之间的相互转换。二、稳定液流的能量方程式1、伯努利方程式明确理想流体的伯努里方程的条件各过理想流体运动微分方程式的条件仅要求是理想流体，如再增加以下几个限定程线条件：1不可压缩流体的定常流动；2沿同一条流线或微兀流束；的含3流体受到的质量力仅为重力。在上述条件下，对理想流体运动微分方程进义行简化并求

14、一次积分，可求得理性流体微元流束的伯努里方程。假设流体为不可压缩流体，积分上式可得2 | | 2 gz - C或z专亦对于不同的流线，方程式右端的常数值取不同的值。1、2为同一条流线或微元流束上的任意两点，那么式可写成ZiPlg2Ui2gP2g2U22g在特殊情况下，绝对静止流体=，可以得到静力学根本方程2、方程的物理意义和几何意义几何意义：压力水头Z位置水头测压管水头必须 首先 计算 比动 能和 比势 能2 u2g 速度水头理想不可压缩流体在重力作用下作定常流动时，沿同一流线或微元流束 上各点的位置水头、压强水头和速度水头之和保持不变，即总水头线是平行于基 准面的水平线。物理意义：Z比位能P

15、p g比压能卜总比能2u2g比动能：单位重量流体所具有的动能理想不可压缩流体在重力作用下作定常流动时，沿同一流线或微元流束 上各点的单位重量流体所具有的位势能、压强势能和动能之和保持不变，即机械 能为一常数。三八伯努里方程式的修正1、缓变流解决压力不等的问题此处 为难 点，结 合实 际讲 解1定义：流线间夹角很小，近似平行；流线曲率半径很大，近似直线 的流动。忽略直线惯性力忽略离心惯性力重点 掌握 缓变 流的 应用 范围(2) 引入目的：忽略由于速度u的数值或方向变化而产生的惯性力(3) 特性： 缓变流断面接近平面 质量力只有重力。因为r大，u2/r不计，2、动能修正系数(解决速度分布不均)：

16、u3dA动能修正系数：aAc3A3、实际流体时的修正对于实际流体：有粘性存在,消耗能量(1) 本身摩擦变成热能散发(2) 与壁面的摩擦损耗(3) 局部损耗因此，在理想流体伯努利方程式的根底上加上 hw1 24、实际流体的伯努利方程2 2PlClP2C2 .Z1 a1Z2 a 2g 2P g2gP g 2g公式说明：(1 ) 物理意义：它是总流有效断面上的实际动能对按平均流速算出假想动能的比值。(2)匚1层流时，_ 2紊流时，1.051.1速度越大，雷诺数 Re，1 (断面上u的差异越小)(3) hw12的物理意义：实际总流1-2有效断面间，单位重量液流的平均能 量损失。(4) 适用条件： 定常

17、流动； 不可压； 质量力只受重力； 选取的计算断面为缓变流断面，中间允许有急变流； 具有共同流线。小结：液流的能量转换及两断面间的能量守恒式都遵循能量守恒式。单元单元一液体机械运动的根本规律课题课题二液体动力学根本方程式及其应用课型新授课课时2教学目标知识目标：掌握稳定液流的流体力学意义，液流方程式的适用条件， 具体方法和步骤。技能目标：通过能量方程式来求解液流的流速、流量和压力等量。 德育目标：调节流速、流量和压力等量，有利于电厂进行有序的调控 工作从而保证平安运行。教学重点1、能量方程式的适用条件。2、能量方程式的适用方法。教学难点一、能量方程式的解题步骤。二、液流的能头线的绘制方法。教学

18、方法讲授、分析、比拟教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析通过分析液流的能头线在图形上表示方法来分析液流的能量转 换，通过确定适用条件、计算基准列出能量方程式，从而计算电厂中 水管、泵、送风机等设备的流量、流速，进行合理调控到达稳疋运行。教后记布置作业P49 2-14作业情况备注教学过程:引入课题:流体在受到外在切向应力作用时，会产生不同特性的根本变形，流体也不例 外，下面来具体研究一下。讲授新课：稳定液流能量方程式的流体力学意义1、水头线的由来伯努利方程中的每一项比能和水头损失都具有长度的因次，贝尼们可用液 柱高度来表示。它可直观地反映各能量转化关系。Z1Plp g2Cl2gZ2P2P g2C2

19、2ghw1 22、水头线:它是能量方程的几何表示，即用一个液柱高度来表示每一种比能z :位置水头；重点掌握2g :流速水头;P:压力水头 hwi-2：损失水头；实际总流1-2有效断面间，单位重量液流的平均能量损失。z P:测压管水头z P V22g :总水头沿程逐点水头连线叫做水头线。位置水头线；压力水头线；总水头线3、水头线的性质1.总水头线Ht一般情况下总是下降的，有局部损失时集中下降，有泵时两个计算断面： 所求未知量所在断面；条件比拟充分的断面；基准面让学 生在 理解 的基 础上 灵活 应用 解题 步骤 毕托管、驻压强、总压强测速管 流动吸力问题2、解题步骤： 顺液流方向取三面00 列伯

20、努利方程求解3、应用伯努利方程应注意的问题： 搞清使用条件 方程中位置水头z是相对基准面而言 计算时，方程两边选用压力标准一致，单位统一 动能修正系数丨1 同一基准面上两点1、2两处含义不同，不可混用;12 对于水罐、水池等，液面上速度近似为零。据连续性方程V2A2A>>A，V 1<<V2 = V i 04、要求：画清楚图，标明断面，写清方程小结：流体力学也是遵循由浅入深，由简到繁，由特殊到一般的认识规律。单元单元一液体机械运动的根本规律课题课题二液体动力学根本方程式及其应用课型新授课课时2教学目标知识目标：例2-8和例2-9通过求解水管中的流量，绘出测压管能头线， 求

21、解喷射泵工作室真空的计算公式。技能目标：通过流量和高度的计算，熟悉能量方程式的计算步骤。 德育目标：流量和位置高度的数值为以后的稳定运行和压力控制提供 了参考数据。教学重点1、例2-8中流量的计算。2、例2-9中真空的计算。教学难点一、进一步熟悉能量方程式的计算步骤。二、喷射泵的工作原理。教学方法讲授、分析、比拟教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析通过例题分析，让学生熟悉电厂中流量和高度的计算。了解电厂 的实际的运行状况。教后记布置作业P54 2-20作业情况必须 首先 计算此处 为难 点，结 合实 际讲 解VcQAc25.5m/spA VA Pc VC ,hwA CA C列方程：2 g2g-P

22、c2.94m 水柱代数后得：Pc= 28812 Pa 表压2.欲渗液体吸入条件为：V?00 01 1断面列方程，基准面取在 0 0,贝0 0 0 H0PcVc2hwhw0,Vc2门c 02gH0Pc0H0止即Pc可把2=1.2根据 条件 来简 化公 式代入数值得:的液体吸入的高度的极限值H0 PC288122.45m1.2 9800而 H=1.5 m < 2.45 m ,故可以吸上去。例4.H图示为一抽水装置，利用喷射水流在吼道断面上造成的负压，可将M容器中的积水抽出。：H、b、h 不计损失，求：吼道有效断面面积A与喷嘴出口断面面积 A之间应满足什么样的条件能使抽水装置开始工作？解：以1

23、- 1为基准面，列0 0、1- 1断面的能量方程：hP1 V122g以0' - 0'为基准面，列1 1、2-2断面的能量方程：p1 v2 v22H h P1122g2g匕b要使抽水机工作：那么：V1 J2g h b , V2 阿HA1 V2 H又因为：A1 V1 A V2所以：A2 V1 h b小结：掌握喷射泵的工作原理。单元单元一液体机械运动的根本规律课题课题二液体动力学根本方程式及其应用课型新授课课时2教学目标知识目标：通过求解锅炉送风机的流量和文丘里流量计的流量计算， 进一步掌握能量方程式的求解。技能目标：通过列辅助方程，为能量方程式的求解提供了调节。 德育目标：通过对流

24、量的合理运行调控，实现设备的平安运行。教学重点1、锅炉送风机中测压管的应用。2、文丘里流量计的应用原理。教学难点一、文丘里流量计的流量计算公式。二、U型测压计测压计算。教学方法讲授、分析、比拟教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析通过热电厂中重要设备锅炉送风机和流量计的分析，结合能量方 程式的计算让理论和实践结合起来，便于知识的内化、稳固和提高。教后记布置作业P53 2-23作业情况教学过程:备注引入课题:流体在受到外在切向应力作用时，会产生不同特性的根本变形，流体也不例外，下面来具体研究一下。讲授新课:【例2-10 U形水银压差计连接于直角弯管,r rTL J -血：di = 300mm d2=

25、 100mm管中流量Q= 100L/s时,重点掌握试问：压差计读数 h等于多少？不计水头损失解:以0 0断面为基准面，列1 1、2 2两断面的能量方程:PiP1 V；2ghP2Vg2P2V22 V2g又 V1 A1鳥爲 1.42m/SV2Q 4 0.12A23.14 0.112.74m/s由等压面a a得压强关系：P1 zP2Hg h 那么p1p2Hg h Z所以Hg h zz2.12.74h1.42219.68.18h 0.649mHg649mm明确 各过 程线 的含 义【例2-11 .节流式流量计文丘利流量计、1、常用的几种类型的流量计：孔板流量计、喷嘴流量计、1| 2 2.AAAAQ理论

26、A 2g Pi P2考虑到实际流体的损失及与理论计算的差异，需对公式进行校正，用流量系数代替，贝Q A 2g P说明:.流量系数公式 的校 正对 于运 算结 果有 重要 影响。孔口面积压差水头，即Pih对于液气压差计PihPi对于水-汞压差计小结：让学生学会通过条件去合理的选择过流断面和基准面单元单元一液体机械运动的根本规律课题课题二液体动力学根本方程式及其应用课型新授课课时2教学目标知识目标：通过分析例2-12皮托管流速仪来求解它的根本计算公式。技能目标：通过驻点流速的变化来测定管路中流体的流速。德育目标：流速的控制对于设备的平安运行至关重要。教学重点1、了解流速与h的关系。2、了解皮托管流

27、速仪这种设备。教学难点一、皮托管流速仪驻点的意义。二、皮托管流速仪的应用意义。教学方法讲授、分析、比拟教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析本小节通过皮托管流速仪中驻点流速的变化，展示了测速管与测 压管内液柱咼度的关系，因而确定出流体流速与咼度差值的关系。教后记布置作业P53 2-24作业情况备注教学过程:引入课题：流体在受到外在切向应力作用时，会产生不同特性的根本变形，流体也不例 外，下面来具体研究一下。讲授新课：一.毕托管原理rr 驻压强：流动流体中加一障碍物后，驻点处增高的压强，即动能转化而来的 压强u： 2g 动压强：流动流体中不受流速影响的某点的压强po 总压强：运动流体动压强与驻压强之

28、和，即驻点处的压强。 单孔测速管制作原理：当水流受到迎面物体的阻碍，被迫向四周分流时，在物体说明上受水流顶冲的A点流速等于零，称为水流滞止点驻点。驻点处的动能全部转化为压能，单孔测速管和毕托管就是根据这一原理制成的一种测速仪。如图，1管测的是动压强，2管测的是总压强，那么驻压强2UPa Po2gu 2g p实际情况下参加修正系数a : U 2g p.双孔测速管一一毕托管【例2-12 .水从立管下端泄出，立管直径为 d = 50mm射流冲击一水平放置的半径R= 150mm勺圆盘，假设水层离开盘边的厚度 S = 1mm求流量Q及汞比压计重点掌握明确 各过 程线 的含 义的读数 h水头损失不计。TL

29、 5m丄mm程方分析：11:pi(二 0),V1 (?),z 1 (V)22：P2二 0,V2 (?),z 2 (V)33：P3(?),V3 (= 0),z 3 (V)(驻点)每点都有一个未知数，可对任何两点列方程。解：以圆盘为基准面，列1 -1、2 2两断面的能量方程：cV12V；30 1-02g22g列1 1、3点的能量方程:30吃0氏02g据连续性方程：Q-d2 V/12 RV246g2V276.4m2 /s264R2 21d4代入式:(忽略S 12 )V2= 8.74m/s, Vi=4.196m/s此处 为难 点，结 合实 际讲 解Vi代入式:P3 3 Vg3898m所以.Q Ai V

30、i A2 V2 8.23L / sa a等压面：P31.5比hP31.5Hg3.898 9800 1.5 980013.6 98000.396m 396mm【例2-13】 有一喷水装置如图示。 E = 0.3m, h2 = 1.0m, h3 = 2.5m，求喷水出口流速，及水流喷射高度h 不计水头损失。解： 以3 3断面为基准面，列1 1、3 3两断面的能量方程:h2 h30 0 0 広 0P0h2hg以2 2断面为基准面，列2 2、4 4两断面的能量方程:Poh2 h1V22g选取 两个 恰当 的过 流断 面所以,V4,2g h2 h3h2 h1、2 9.82.50.36.57m/sh V2

31、.20m 2g小结：了解皮托管流速仪的构成对于正确列能量方程式起到了重要作用单元单元一液体机械运动的根本规律课题课题二液体动力学根本方程式及其应用课型新授课课时2教学目标知识目标：了解稳定液流的动量方程式及稳定液流动量方程式在求解 液体对固体作用面的应用。技能目标：让学生掌握动量方程的步骤及注意点。德育目标：稳定液流的动量变化对设备受力的影响，提高运行的质量。教学重点1、应用动量方程的步骤。2、稳定液流的动量方程式。教学难点一、稳定液流的动量方程式的推导过程。二、稳定液流的动量方程式的应用步骤。教学方法讲授、分析、比拟教学媒体黑板、粉笔授课时间教材分析液流的动量方程式是动量定理在液体流动中的数

32、学表达式，反响 了液体的流速变化与壁面所受作用力之间的关系。教后记布置作业P53 2-30作业情况教学过程:备注引入课题:流体在受到外在切向应力作用时，会产生不同特性的根本变形，流体也不例外，下面来具体研究一下。讲授新课:四、稳定液流的动量方程式及其应用、动量方程的推导将力学中的动量定理应用于流体的流动中，可以导出流体运动的动量方程。1.微元流束的动量方程如下图，为不可压缩流体定常流动的微元流束,位置1-2流到1/-2/。取有效截面1-1和2-2之间的流体作为研究对象，假定经过dt时间所研究流体从由于是定常流动，因此1/-2位置的流体(图中阴影部掌握分)的动量不随时间变化，故动量的变化就等于2

33、-2 /位置流体动量与1-1 /位置流体动量之差，即 d(mc) (mc)2 2 (mc)1 1dqv2dtc2dqv1dtc1由连续性方程dqv1dqv2 dqv代入动量定理，可得dFdqv© cj2.总流的动量方程对微兀流束的动量方程积分,可得总流的动量方程。qv( 2c21c1)把动量方程的矢量形式写成投影形式为Fx qv( 2C2XGx)Fy qv(2c2y 1C1y)Fzqv( 2C2Z iCiz)说明：必须首先计算(1) 在计算过程中只涉及控制面上的运动要素，而不必考虑控制体内部的流 动状态。(2) 作用力与流速都是矢量，动量也是矢量，所以动量方程是一个矢量方程， 所以应

34、用投影方程比拟方便。分析问题时要标清流速和作用力的具体方向，要注 意各投影分量的正负号。(3) 使用时应注意：适当地选择控制面，完整地表达出作用在控制体和控制 面上的一切外力，一般包括两端压力，重力，四周边界反力。(4) 当各个矢量不在同一方向时，应先选取坐标轴方向，以有利于分析为原 那么，并在图上标出。(5) 对于未知的边界反力可先假定一个方向，如解出结果得正值，那么作用力方向与假定的相符合；解出结果得负值，贝M乍用力方向与假定的方向相反，求的力为外界对流体的作用力。二、总流的动量方程的应用动量方程是一个矢量方程，应注意以下几点。此处 为难 点，结 合实 际讲 解(1) 应用动量方程时，应先

35、选择一个固定的空间体积作为分析对象，称为控 制体。选定的控制体中包括对所求作用力有影响的全部流体。(2) 合理建立坐标系，尽可能使方程简化。(3) 动量方程是一个矢量方程，方程中的力和速度均具有方向性。当力和速 度在坐标轴上的分量与坐标正方向一致时，为正；相反时，为负。(4) 方程式左端的所有外力中一般包括：有效截面上压强产生的总压力、管 壁或固体壁面对流体的作用力和重力等。(5) 方程右端的动量变化是指流出的动量减去流入的动量。 应用(1)流体作用于弯管的力是就会产生压力作用于管壁。因此在设计管道时,在管路拐弯处必须考虑这个作用力，并设法平衡之，以防管道破裂。受力分析:沿X轴方向的作用力总和

36、为p-i A p2AcosRx动量变化沿x轴方向的动量变化为:Q(V cos V)代入方程p-i A p2A cosRxQ(V cosV)重点 学会 受力 分析同理Rx (Pi P2 cos)A QV (1 cos )Ryp2AsinQV sinr Jr； Ryarcta nRRx2射流的背压反推力容器在液面下深度等于h处有一比液面面积微小得多的出流孔，其面积为在出流孔微小的前提下，假使只就一段很短的时间来看，那出流过程就可以当作 近似的稳定流动。受力分析：F动量变化：QV 0?理想流体的出流速度：V v'2gh?这一瞬刻在容器内的流体，它在水平方向的动量变化将决定于单位的时间内内2容

37、器流出来的动量：QV AV?这一动量变化当然在大小、方向、位置恰等于器壁在水平方向加在流体上的压 力合力。流动流体那么反过来对容器壁上作用一个方向与出流速度相反的水平反2推力，即 F AV 2 Agh 2A h3自由射流对挡板的压力水平00分析 射流 对挡 板的 作用 力射流从喷咀以速度冲向挡板，射流冲击挡板后将沿挡板外表分成两股射流， 速度分别为Vi, V2,流量从Q分成Q和Q。由于射流的冲击作用，在挡板上产 生一个作用力R。流体作用于挡板上的力那么与之大小相等，方向相反。X方向：受力分析：R动量变化:QiVi cos iQ2V2 cos 2QqVq根据动量方程，X轴向为：RxQ1V1 co

38、s 1Q2V2 cos 2QqVq同理 y轴向为：RyQMS in 1 ( Q2V2S in 2) 0Ry22tan R 一 Rx RyRx几种特殊情况： 当1= 2=， =0，那么两股射流的动量必 然相等。1QiV iQ2V2Q0V02R Q0V0(cos1) 当90，此时挡板是平面，而 不是曲面。RQ0V0V1 彳-!Nr K| '1AR 2 Q0V0例题:分析 角度 对于 受力 的影 响 当180°，作用力最大。：di= 150mm d2= 75mmp1 = 2.06 x 105Pa, C= 0.02m3/s不计水头损失求：水流对弯管的作用力大小和方向分析：1 1： p

39、i (V) , Vi (可求),z 1(V)2 2：卩2 (?) , V2 (可求)，z 2 (V)Vi Q 4Qr 1.132m/s解： A diQA24Qd；4.527 m/s取1-1、2-2两断面列伯努利方程2 2p1V1p2 V 22g2g225P2 P1 -V1 V21.964 10 Pa所以，2设R为弯管对水流的作用力，与水平方向的夹角为B,方向如图 对选取的控制体列动量方程：x 方向：p1 A1 RxQ(0 V1)y 方向.Ry p2A2Q(V2 0)所以Rx 3663 N Ry 958 NR ：Rx Ry 3786 NRy arctg14.66Rx所以，水流对弯管壁的作用力为R的反作用力R',大小相等，方向相反。小结：学会分析控制体的受力情况单元单元一液体机械运动的根本规律课题课题二液体动力学根本方程式及其应用课型新授课课时2教学目标知识目标：了解水击的概念、原理、分类，分析水击发生过程。 技能目标：通过分析水击过程来认识电厂中发生的各种水击现象。 德育目标：水击容易造成管道破裂，形成真空和汽蚀现象，应严格加 以防范。教学重点1、水击受力分析。2、水击的影响。教学难点一、区分