1、液體動力學(xué)目的任務(wù)：目的任務(wù)：了解流動液體特性、傳遞規(guī)律了解流動液體特性、傳遞規(guī)律 掌握動力學(xué)三大方程、流量和結(jié)論掌握動力學(xué)三大方程、流量和結(jié)論重點難點：重點難點：流量與流速關(guān)系及結(jié)論三大方程流量與流速關(guān)系及結(jié)論三大方程 及結(jié)論、物理意義及結(jié)論、物理意義2、3、1、基本概念、基本概念理想液體、恒定流動理想液體、恒定流動1 理想液體：既無粘性又不可壓縮的液體理想液體：既無粘性又不可壓縮的液體2 恒定流動（穩(wěn)定流動、定常流動）：恒定流動（穩(wěn)定流動、定常流動）： 流動液體中任一點的流動液體中任一點的p、v和和 都不隨時間而變化流動都不隨時間而變化流動.3 非定常流動和一維流動非定常流動和一維流動2、

2、3、1、基本概念、基本概念 流線、流管和流束（流線、流管和流束（動畫演示動畫演示） 1 流線流線某一瞬時液流中各處質(zhì)點運動狀態(tài)的一某一瞬時液流中各處質(zhì)點運動狀態(tài)的一 條條曲線條條曲線 2 流束流束流管內(nèi)的流線群流管內(nèi)的流線群 3 通流截面通流截面流束中所有與流線正交的截面流束中所有與流線正交的截面 （垂直于液體流動方向的截面）（垂直于液體流動方向的截面）基本概念基本概念 流通截面、平行流動、緩變流動流通截面、平行流動、緩變流動 基本概念基本概念 流量和平均流速流量和平均流速流量流量單位時間內(nèi)流過某通流截面液體體積單位時間內(nèi)流過某通流截面液體體積q 整個過流斷面的流量：整個過流斷面的流量： 平均

3、流速平均流速通流截面上各點均勻分布假想流速通流截面上各點均勻分布假想流速 基本概念基本概念 流動液體的壓力流動液體的壓力 液壓缸的運動速度液壓缸的運動速度 A v v = q/A q = 0 v = 0q q v q v 結(jié)論：液壓缸的運動速度取決于進(jìn)入液壓結(jié)論：液壓缸的運動速度取決于進(jìn)入液壓 缸的流量，并且隨著流量的變化而缸的流量，并且隨著流量的變化而 變化。變化。2、3、2 連續(xù)性方程連續(xù)性方程 質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用 1 1 連續(xù)性原理連續(xù)性原理理想液體在管道中恒定流理想液體在管道中恒定流 動時，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，動時，根據(jù)質(zhì)量守恒定律， 液體在管道

4、內(nèi)既不能增多，液體在管道內(nèi)既不能增多， 也不能減少，因此單位時也不能減少，因此單位時 間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應(yīng)恒間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應(yīng)恒 等于流出液體的質(zhì)量。等于流出液體的質(zhì)量。連續(xù)性方程連續(xù)性方程2 連續(xù)性方程連續(xù)性方程 m1 = m2 若忽略液體可壓縮性若忽略液體可壓縮性 1=2 = 則通過兩流通截面的流量相等則通過兩流通截面的流量相等 動畫動畫演示演示 則則 v1A1 = v 2A2 或或 q = vA = 常數(shù)常數(shù) 結(jié)論：液體在管道中流動時，流過各個斷面的流結(jié)論：液體在管道中流動時，流過各個斷面的流 量是相等的，因而流速和過流斷面成反比。量是相等的，因而流速和過流斷面成反比。伯努利方程伯努利

5、方程 能量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用能量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用 能量守恒定律：理想液體在管道中穩(wěn)定流能量守恒定律：理想液體在管道中穩(wěn)定流 動時，根據(jù)能量守恒定律，動時，根據(jù)能量守恒定律， 同一管道內(nèi)任一截面上的總同一管道內(nèi)任一截面上的總 能量應(yīng)該相等。能量應(yīng)該相等。 或：外力對物體所做的功應(yīng)該等或：外力對物體所做的功應(yīng)該等 于該物體機(jī)械能的變化量。于該物體機(jī)械能的變化量。理想液體伯努利方程的物理意義理想液體伯努利方程的物理意義 在密閉管道內(nèi)作恒定流動的理想在密閉管道內(nèi)作恒定流動的理想液體具有三種形式的能量，即壓力能、液體具有三種形式的能量，即壓力能、位能和動能。在流動過程中，三種能位能和動

6、能。在流動過程中，三種能量之間可以互相轉(zhuǎn)化，但各個過流斷量之間可以互相轉(zhuǎn)化，但各個過流斷面上三種能量之和恒為定值。面上三種能量之和恒為定值。動畫演示動畫演示實際液體伯努利方程實際液體伯努利方程 實際液體具有粘性實際液體具有粘性 液體流動時會產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，從而損耗能液體流動時會產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，從而損耗能量量故故 應(yīng)考慮能量損失應(yīng)考慮能量損失h w，并考慮動能修正系數(shù)，并考慮動能修正系數(shù) 則實際液體伯努利方程則實際液體伯努利方程為為： p1 + v12 / 2= p2 + v22/2+ pf + pr pf為沿程壓力損失；為沿程壓力損失； pr為局部壓力損失為局部壓力損失 管路中液體的壓力損失管路中

7、液體的壓力損失 目的任務(wù)：目的任務(wù)：了解損失的類型、原因了解損失的類型、原因 掌握損失定義減小措施掌握損失定義減小措施 重點難點：重點難點：兩種損失減小措施兩種損失減小措施管路中液體的壓力損失管路中液體的壓力損失 實際液體具有粘性實際液體具有粘性 流動中必有阻力，為克服阻力，須消流動中必有阻力，為克服阻力，須消 耗能量，造成能耗能量，造成能 量損失量損失(即壓力損失）即壓力損失） 分類：沿程壓力損失、局部壓力損失分類：沿程壓力損失、局部壓力損失液體的流動狀態(tài)液體的流動狀態(tài) 層流和紊流層流和紊流層層 流：流： 液體的流動是分層的，層與層之液體的流動是分層的，層與層之 間互不干擾間互不干擾 。紊流

8、（紊流（湍流）：液體流動不分層，紊流（紊流（湍流）：液體流動不分層， 做混雜紊亂流動。做混雜紊亂流動。雷諾數(shù)實驗雷諾數(shù)實驗動畫演示動畫演示雷諾數(shù)雷諾數(shù)雷諾數(shù)：實驗表明液體在圓管中的流動狀態(tài)不僅與管內(nèi)雷諾數(shù)：實驗表明液體在圓管中的流動狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均速度的平均速度u有關(guān)，還和管徑有關(guān)，還和管徑d、液體的運動黏度、液體的運動黏度v有關(guān)，有關(guān)，真正決定液流流動狀態(tài)的是用這三個數(shù)所組成的無量綱真正決定液流流動狀態(tài)的是用這三個數(shù)所組成的無量綱數(shù)數(shù)臨界雷諾數(shù)：判斷液體流態(tài)依據(jù)臨界雷諾數(shù)：判斷液體流態(tài)依據(jù) Rec為紊流為紊流 沿程壓力損失沿程壓力損失（粘性損失）定定 義義:液體沿等徑直管流動時，由液體沿

9、等徑直管流動時，由 于液體的于液體的 粘性摩擦和質(zhì)粘性摩擦和質(zhì) 點的點的 相互擾動作用，而產(chǎn)生的壓相互擾動作用，而產(chǎn)生的壓 力損失。力損失。沿程壓力損失產(chǎn)生原因沿程壓力損失產(chǎn)生原因 內(nèi)摩擦內(nèi)摩擦因粘性，液體分子間摩擦因粘性，液體分子間摩擦 摩擦摩擦 外摩擦外摩擦液體與管壁間液體與管壁間 局部壓力損失局部壓力損失定義定義 :液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突變液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突變 截面以及閥口截面以及閥口 濾網(wǎng)等局部裝置時，濾網(wǎng)等局部裝置時， 液流會產(chǎn)生旋渦，并發(fā)生強(qiáng)烈的紊液流會產(chǎn)生旋渦，并發(fā)生強(qiáng)烈的紊 動現(xiàn)象，由此而產(chǎn)生的損失稱為局動現(xiàn)象，由此而產(chǎn)生的損失稱為局 部損失。部損失。局部壓力損失產(chǎn)生原因局部壓力損失產(chǎn)生原因 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 碰撞、旋渦（突變管、彎碰撞、旋渦