全国注册设备工程师考试培训之流体力学PPT文件格式下载.ppt
- 文档编号:15583019
- 上传时间:2022-11-06
- 格式:PPT
- 页数:77
- 大小:364.50KB
全国注册设备工程师考试培训之流体力学PPT文件格式下载.ppt
《全国注册设备工程师考试培训之流体力学PPT文件格式下载.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《全国注册设备工程师考试培训之流体力学PPT文件格式下载.ppt(77页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
J。
单位质量流体的能量)l3压力(单位:
Pa。
单位体积流体的能量。
)柏努利方程柏努利方程l测压管水头l总水头柏努利方程柏努利方程l条件:
l理想不可压缩流体恒定流动,质量力只有重力。
没有流动损失,没有对外界的机械功的交换。
(当然也没有热量的交换。
)l对于总流:
计算截面必须是缓变流(渐变流)。
l缓变流的概念:
线性、离心惯性力柏努利方程柏努利方程l推广柏努利方程柏努利方程l应用l1毕托管毕托管柏努利方程柏努利方程l应用l2文丘里流量计文丘里流量计柏努利方程柏努利方程l说明:
l对于气体,通常可忽略重力,因此lP称为静压,称为动压,而p0称为总压或滞止压力。
l总压动压静压柏努利方程柏努利方程l关于损失:
l沿程损失l局部损失柏努利方程柏努利方程l孔口和管嘴的计算完全按照柏努利方程l注意:
l速度系数,断面收缩系数,流量系数l典型例题:
大容器小孔口自由出流:
l理想流速:
柏努利方程柏努利方程l液体流动和气体流动都可以使用柏努利方程。
没有必要特意加以区别。
l计算中采用绝对压力还是相对压力:
多数情况下可以采用相对压力。
但是对于那些必须考虑大气压力变化的情况,采用绝对压力是比较保险的作法。
l注意用基本方程求解问题。
柏努利方程柏努利方程l例:
文丘里管的两管直径为d1200mrn,d2100rum,测得两断面的压强差h0.5m,流量系数0.98,求流量。
l解:
应用连续方程和柏努利方程关于管路系统计算关于管路系统计算先提几句先提几句l注意:
l1往往要用到柏努利方程l2有时要用到连续方程l3再加上阻力的计算l4其他有关公式和概念l(测压管水头、泵的功率等)l5串、并联管路计算时,管路阻抗很有用动量定理动量定理l作用于流体上的外力的合力在某方向上的分力,等于该方向上流出的动量减去流入的动量。
动量矩定理动量矩定理l对某一参考点而言,单位时间内从控制体流出的动量矩与流入的动量矩之差等于作用于控制体内流体上的合力矩。
l对回转设备回转设备,通常对转动轴取矩。
动量矩定理动量矩定理l典型例子:
离心式叶轮机械l对单位重力的流体:
动量矩定理动量矩定理l根据进、出口速度三角形和余弦定理,可得:
相似原理相似原理l相似原理的基本概念:
相似原理的基本概念:
l几何相似:
模型与实物全部对应的线性尺寸成同一比例。
必要前提l注意:
面积比,体积比l运动相似:
在几何相似的两个流动中,对应点上流体质点的速度方向相同,大小成比例。
相似的结果。
l即:
速度三角形相似。
相似原理相似原理l动力相似:
相似流动中对应点上的同名力大小成比例。
l相似流动中,模型流动中某点各个力的比值等于实物流动中对应点上各个力的比值。
l这些力包括:
惯性力、粘性力、升力、阻力等。
l动力相似是流动相似的根本原因。
相似原理相似原理l几个重要的相似准则几个重要的相似准则l雷诺数:
流动中惯性力与粘性力的比值l马赫数:
流动中惯性力与弹性力的比值ll佛汝德数:
重力与惯性力的比值相似原理相似原理l欧拉数:
压力(或压差)与惯性力的比值l注意:
欧拉数是结果而不是原因,即它不是定性准则相似原理相似原理l流体力学的近似模型研究流体力学的近似模型研究:
l抓主要矛盾。
l典型例子:
要同时满足雷诺数和佛汝德数相等矛盾。
l自动模化:
自动模化:
l圆管层流第一自动模化区l阻力平方区第二自动模化区相似原理相似原理l因次分析法定理l不可压流体力学中,基本量纲为3个:
长度,质量和时间l(在可压缩流动中还有:
热力学温度)l因此,当影响流动的物理量为n个时,可以得到n3个独立的无因此参数流动阻力损失流动阻力损失l前已述及:
沿程损失,局部损失l关于局部损失:
l注意取哪一个速度:
如果没有特别指明,一般取产生损失后的速度,即v2。
l除了少数情况外,通常是由试验强度管件的局部阻力损失系数。
使用时查工程手册。
l注意:
突然扩大、突然缩小的损失系数。
流动阻力损失流动阻力损失l层流与紊流:
以雷诺数=2000为分界l圆管层流l紊流:
l紊流的时均值l紊流附加切应力(惯性切应力,雷诺应力)l多数情况下,圆管紊流的速度分布是对数分布。
流动阻力损失流动阻力损失l沿程损失系数:
l1公式计算l2莫迪图:
l层流区、临界区、光滑管、过渡区、粗糙区流动阻力损失流动阻力损失l注意:
l对层流,损失与速度的一次方成正比l对光滑管紊流,损失与速度的1.75次方成正比l对紊流过渡区,损失系数与雷诺数和相对粗糙度均有关,得不出明确结论l对阻力平方区,损失与速度的平方成正比流动阻力损失流动阻力损失l非圆截面管道:
l水力半径l当量直径流动阻力损失流动阻力损失l管道计算l1串联:
l流量相等l阻力相加l2并联l阻力相等l流量相加流动阻力损失流动阻力损失l对一般的简单管路,用柏努利方程、阻力计算公式、连续方程基本上可以解决问题。
l对串联、并联组合的复杂管路,采用“管路阻抗”很有好处。
流动阻力损失流动阻力损失l串联:
l并联:
特定流动特定流动平面势流平面势流l关于势函数和流函数的概念l势函数存在的条件:
无旋l势函数与速度的关系l流函数存在的条件:
二元连续l流函数与速度的关系特定流动特定流动平面势流平面势流l几种简单的平面势流流场l均匀直线流动l(点)源与(点)汇l(纯)环流(点涡)l偶极流l势流的迭加:
l圆柱形测速管:
偶极流与均匀直线流动的迭加特定流动特定流动平面势流平面势流l偶极流特定流动特定流动平面势流平面势流l偶极流的流网紊流射流紊流射流l公式l注意各个符号的意义。
l题目没有太多灵活性。
l注意横断面上的速度分布。
l温差或浓差射流:
参照紊流射流。
紊流射流紊流射流l射流各横截面上的射流各横截面上的无因次速度分布无因次速度分布l各横截面上动量相各横截面上动量相等等动量守恒,动量守恒,这就是射流的动力这就是射流的动力学特征。
学特征。
紊流射流紊流射流l圆断面射流的运动分析圆断面射流的运动分析l轴心速度:
在过渡断面前的起始段轴心速度为轴心速度:
在过渡断面前的起始段轴心速度为v0v0。
其后的主体段轴心速度其后的主体段轴心速度vm由动量守恒推出。
由动量守恒推出。
l断面流量:
以圆断面出口流量为基准。
断面流量:
注意,由于射流与周围介质之间的质量、动量交换,注意,由于射流与周围介质之间的质量、动量交换,带动周围介质流动,因此射流的流量沿流动方向不断带动周围介质流动,因此射流的流量沿流动方向不断增加。
某断面上的体积流量由积分得出。
增加。
l断面平均流速:
这是按流量平均的流速。
(注:
对于断面平均流速:
对于不可压流体,用质量流量和体积流量均可。
这里用体不可压流体,用质量流量和体积流量均可。
这里用体积流量积流量Q0)断面平均流速只有轴心流速的)断面平均流速只有轴心流速的20左右。
左右。
紊流射流紊流射流l圆断面射流的运动分析圆断面射流的运动分析l质量平均流速:
由于通风、空调工程中通常使用的是轴心附近较高质量平均流速:
由于通风、空调工程中通常使用的是轴心附近较高的速度区,因此上面的平均流速的速度区,因此上面的平均流速v1不能反映使用区的流速。
我们引不能反映使用区的流速。
我们引入质量平均流速。
(注意,这不是按断面质量流量平均的流速,只入质量平均流速。
(注意,这不是按断面质量流量平均的流速,只是一个名称。
)质量平均流速是一个名称。
)质量平均流速v2按下式定义:
按下式定义:
即按动量守恒来定义。
(即按动量守恒来定义。
(Q为质量流量,乘以速度即得动量。
)为质量流量,乘以速度即得动量。
)这样得到的这样得到的v2约为轴心速度的约为轴心速度的47。
QAv,对于射流出口断面,为,对于射流出口断面,为r0*2v0v0,对于所考虑,对于所考虑的断面,为的断面,为Av1v2。
)。
)紊流射流紊流射流l圆断面射流的运动分析圆断面射流的运动分析l起始段核心长度起始段核心长度sn和核心收缩角和核心收缩角:
l起始段流量起始段流量Ql起始段断面平均流速起始段断面平均流速l起始段质量平均流速起始段质量平均流速紊流射流紊流射流(主体段)(主体段)气体动力学基础气体动力学基础l基本概念:
l1声速l理想气体中的声速气体动力学基础气体动力学基础l2微弱扰动在超声速气流中的传播理想气体的一元定常等熵流动理想气体的一元定常等熵流动l连续方程:
cA常数l能量方程l理想气体状态方程l等熵过程方程理想气体的一元定常等熵流动理想气体的一元定常等熵流动l上述4个方程组成封闭的方程组,有p、T、v4个未知数,可以求解。
l焓l面积A是几何参数,一般为已知。
l对理想气体一元等熵流,动量方程的积分与能量方程完全相同,因此不是独立的方程。
理想气体的一元定常等熵流动理想气体的一元定常等熵流动l提倡使用基本方程解决问题提倡使用基本方程解决问题:
l应用上述基本方程组成的方程组,可以解决理想气体的一元定常等熵流的几乎所有问题。
l在求解一元定常等熵流问题时,我们有连续方在求解一元定常等熵流问题时,我们有连续方程、能量方程、理想气体状态方程和等熵过程程、能量方程、理想气体状态方程和等熵过程方程共方程共4个方程,问题的求解成为解这个方程,问题的求解成为解这4个方程个方程组成的联立方程组。
组成的联立方程组。
l基本方程中,能量方程是关键。
l状态方程和等熵过程方程给出了p、T之间的关系。
理想气体的一元定常等熵流动理想气体的一元定常等熵流动l能量方程理想气体的一元定常等熵流动理想气体的一元定常等熵流动l直接由能量方程得出:
其他关系容易求得。
理想气体的一元定常等熵流动理想气体的一元定常等熵流动l例如:
l速度之比:
l面积之比:
理想气体的一元定常等熵流动理想气体的一元定常等熵流动l两个重要的参考状态两个重要的参考状态:
l滞止状态l临界状态l临界状态与滞止状态的关系理想气体的一元定常等熵流动理想气体的一元定常等熵流动l流管不同截面上流动参数的变流管不同截面上流动参数的变化:
l记住,超声速气流的表现和亚声速的情况l往往相反往往相反。
l其中最主要的是:
l超声速气流要加速超声速气流要加速通流面积增加通流面积增加l亚声速气流要加速亚声速气流要加速通流面积减少通流面积减少理想气体的一元定常等熵流动理想气体的一元定常等熵流动l关于流量:
l建议:
不必记流量公式,只需分别求所需参数l质量流量:
理想气体的一元定常等熵流动理想气体的一元定常等熵流动l计算渐缩喷管时,先要看背压是否达到临界背压超声速气流中,扰动不能逆流上传超声速气流中,扰动不能逆流上传。
l对拉伐尔喷管的要求应
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 全国 注册 设备 工程师 考试 培训 流体力学