流体力学

流体力学第三章流体流动第三章第三章流体流动流体流动本章主要内容第一节管流系统的衡算方程第二节流体流动的内摩擦力第三节边界层理论第四节流体流动的阻力损失第五节管路计算第六节流体测量一、管道系统的质量衡算方程二、管道系统的能量衡算方程本节的主要内容第一节第一节管道系统的衡算方程管道系统的衡算方程、若截面A1、A2上流体的密度分布均匀，且流速取各截面的平均流速，则一维流动12ddmmmqqt111222ddmmmuAuAtd0dmt222111AuAumm2211AuAumm对于稳态过程对于不可压缩流体，ρ为常数，不可压缩流体管内流动的连续性方程1111mmquA2222mmquA第一节管道系统的衡算方程(3.1.1)(3.1.2)(3.1.3)一、管道系统的质量衡算方程对于圆形管道22221144dudumm即22112dduumm流体在均匀直管内作稳态流动时，平均速度恒定不变第一节管道系统的衡算方程(3.1.4)【例题3.1.1】直径为800mm的流化床反应器，底部装有布水板，板上开有直径为10mm的小孔640个。反应器内水的流速为0.5m/s，求水通过分布板小孔的流速。解：设反应器和小孔中的流速分别为u1、u2，截面积分别为A1、A2，根据不可压缩流体的连续性方程，有u1A1＝u2A25464001.048.05.0222112AAuum/s第一节管道系统的衡算方程（输出系统的物质的总能量）－（输入系统的物质的总能量）＝（从外界吸收的热量）－（对外界所作的功）稳态流动系统与外界交换能量流体携带能量第一节管道系统的衡算方程二、管道系统的能量衡算方程1．流体携带的能量单位质量流体SI单位为kJ/kg（一）总能量衡算方程①内能：e，物质内部所具有的能量，是温度的函数③位能：流体质点受重力场的作用具有的能量，取决于它相对基准水平面的高度221u④静压能：流动着的流体内部任何位置上也具有一定的静压力。流体进入系统需要对抗压力做功，这部分功成为流体的静压能输入系统。②动能：流体流动时具有的能量gzkJ/kgkJ/kg静压能位能动能内能＋EEEEE++第一节管道系统的衡算方程pVAVpA)(若质量为m、体积为V的流体进入某静压强为p、面积为A的截面，则输入系统的功为这种功是在流体流动时产生的，故称为流动功。