第3章2 流体动力学基础-伯努利方程的应用ppt课件.ppt

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1、流体动力学基础伯努利方程的应用泵对液流能量的增加1伯努利方程的应用1、一般的水力计算2、节流式流量计3、驻压强和测速管4、流动吸力问题21、一般的水力计算【例3-1】从水池接一管路，如图所示。H=7m，管内径D=100mm，压力表读数0.5atm，从水池到压力表之间的水头损失是1.5m，求流量。3【解】流量Q=VA，管径A已知，只需求出流速V。基准面取在管道处，取1-1和2-2两个断面，列伯努利方程。代入伯努利方程4【解】解出流量即水管的流量为5【例3-2】如图所示为一救火水龙带，喷嘴和泵的相对位置如图。泵出口A压力为2atm(

2、表压)，泵排出管断面直径50mm，喷嘴出口C直径20mm；水龙带水头损失为0.5m；喷嘴水头损失0.1m。试求喷嘴出口流速、泵排量和B点压强。6【解】以A所在位置为基准面，列A、C两个断面的伯努利方程：根据连续性方程所以，解出泵排量7B点的压强可通过列A、B或B、C断面的伯努利方程求解。例如，列A、B断面的伯努利方程：可以求出所以，水龙带出口速度为19.85m/s，该泵排量为0.00623m3/s，B点的压力为108350Pa。8【例3-3】有一喷水装置如图所示。已知h1=0.3m，h2=1.0m，h3=2.5m，p0为表压，求

3、喷水出口流速及水流喷射高度h(注：不计水头损失)。练习题9【解】以3-3断面为基准面，列1-1、3-3两个断面的伯努利方程：以2-2断面为基准面，列2-2、4-4两个断面的伯努利方程：10【解】联立以上两个方程，解得喷射高度：即，喷水出口流速为6.57m/s，喷射高度为2.2m。112、节流式流量计工业上常用的节流式流量计主要有三种类型，即孔板、喷嘴和圆锥式（又叫文丘里管）。节流式流量计特点：装置中断面逐渐收缩12基本原理：当管路中液体流经节流装置时，液流断面收缩，在收缩断面处流速增加，压强降低，使节流装置前后产生压差。在选择一

4、定的节流装置的情况下，液体流量越大，节流装置前后压差也越大，因而可以通过测量压差来计算流量大小。△h气体D1122d13因孔板在水平管路上，位置水头相等，列伯努利方程当孔眼断面积为A，流速为v时，根据连续性条件：14流量系数压差水头15对于液-气压差计对于水-汞压差计16【例3-4】如图所示，一U型水银压差计连接于一直角弯管处。已知，水平段管径d1=300mm，垂直段管径d2=100mm。管中的流量为Q=100L/s。试问：压差计∆h读数等于多少？（不计水头损失）17【解】以0-0为基准面，列1-1、2-2两个断面的伯努利方程：

5、由等压面a-a得压强关系所以，即压差计读数为649mm183、驻压强和测速管在分岔的流线上选择上游离开障碍很远的一点(p0、u0)，和A点列伯努利方程，两点的高差为0，且A点速度uA=0。A点称为驻点，表明流体在障碍前要发生停住。19根据实测某处的驻压强，可以计算该处流速，这种仪器为测速管（皮托管），有单孔和双孔两种类型。动压强：流动流体中加一障碍物，在驻点处升高的压强，即由动能转化而来的压强。20校正系数c由实验确定，一般约为0.95-1.0单孔测速管21双孔测速管皮托-普朗特管把测压管和测速管结合在一起制成的，原理与单孔测速

6、管相同。经过试验，如果按图示尺寸制造，其校正系数c=1，使用方便。22【例3-5】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的圆盘，若水层离开盘边的厚度δ＝1mm，求流量Q及汞比压计的读数Δh(不计水头损失)。23【解】以圆盘为基准面，列1-1、2-2断面的伯努利方程：根据连续性条件联立上面两个方程，得所以，流量24【解】列1-1、3断面的伯努利方程：得a-a为等压面可得即，流量为8.23L/s，水银比压计的读数为396mm。254、流动流体的吸力自喷管射出的液流经收缩扩散管的细径处，流速急

7、剧增大，结果使该处的压强小于大气压强而造成真空，如果在该处连一管道通至有液体的容器，则液体就能被吸入泵内，与射流液体一起流出。26现取水流进入喷嘴前的A断面和水流流出喷嘴时的C断面列能量方程（暂时不考虑能量损失）连续性条件移项27因为AA>AC，上式左端为正值，即PC

8、夹带冲走。此即是喷射泵或射流泵的作用原理。28【例3-6】某设备要求用射流泵产生真空200mmHg，如图所示。H2=1.5m，喷管直径d1=50mm，管径d2=75mm，出水口通大气，求H1(不计能量损失)。129【解】：对真空室取断面1-1、出水管口取断面2-