不可压缩流体能量方程实验解析与计算技巧

2025-01-23 19:19:29
关孟悦

流体力学:不可压缩流体恒定流能量方程(伯诺里方程)实验相关问题

1、首先你必须明白:压力管水头=Z+p/(ρg); 总水头=Z+p/(ρg)+v^2/(2g); 总水头具有速度水头(v^2/(2g)),因此总水头线高于压力表管的水头线,除非考虑水头损失系数。
两条线平行。
彼此。
2、速度水头(v^2/(2g))是流量增加时压力表管水头保持不变的原因。
增加。
希望你还是参考一下课本,希望你能有所收获。

流体力学----压差计算

当流体通过管道时,由于管道突然膨胀,会产生局部水头损失。
假设管道初始直径为d1,扩径为d2,则过流面积比A2/A1可按下式计算:A2/A1=(d2/d1)^2=(300/150)^2 =4。
通过V1A1=V2A2的关系,可以得到流量V2。
计算得出V2=V1/4=1m/s。
局部水头损失hj可按下式计算:hj=(A2/A1-1)V2^2/(2g)。
代入已知值即可得到hj的具体值。
应用能量方程 z1+P1/(ρg)+V1^2/(2g)=z2+P2/(ρg)+V2^2/(2g)+hj,转置各项后,我们得到 [z2+ P2 为得到/(ρg)]-[z1+P1/(ρg)]=V1^2/(2g)-V2^2/(2g)-hj。
水银差计的水银液位误差代表测压管两段水头的差值,即H(ρ1-ρ)/ρ=[z2+P2/(ρg)]-[z1+P1/(ρg) )]。
式中,ρ1代表汞的密度,ρ代表水的密度。
将已知值代入计算即可得到H(ρ1-ρ)/ρ的具体值。
进一步计算可知H(ρ1-ρ)/ρ=V1^2/(2g)-V2^2/(2g)-hj=16V2^2/(2g)-10*V2^2/(2g)=6V2 ^2/(2g)=6*1^2/(2*9.8)=0.306m。
根据公式(ρ1-ρ)/ρ=12.6,将数值代入H=0.306/12.6=0.0243m=24.3mm,计算出汞液位差。

流体力学三大方程公式

流体力学的三个主要方程构成了描述流体运动的基础。
它们是连续性方程、动量方程和能量方程。
以下是这些方程及其修正公式的公式化描述: 1.连续性方程:控制体积V内流体密度ρ的变化率等于流体从表面流入和流出的质量流量之和控制体积的面积S。
数学表达式为:∂ρ/∂t+∮(ρvn)dS=0 其中v为流体速度,n为控制体表面的单位法向量。
2、动量方程:动量方程描述了流体动量P随时间的变化,它等于作用在流体上的外力F和流经界面的质量流动量的变化。
表示为: ∂P/∂t+∮(Pvn)dS=∮F·ndS 其中 P=ρv 是流体的动量密度,v 是速度矢量,S 是界面,F 是作用在流体上的体积力矢量体液。
3、能量方程:能量方程表征流体温度T或内能E随时间的变化,考虑了热量的流入和流出以及流体流动和外部影响引起的能量变化。
表示为: ∂(ρE)/∂t+∮(ρEvn)dS=∮(Pvn+(μ·grad·v+τ·S))dS+Q 其中,E 为液体的比内能,μ 为液体的比内能流体的动力粘度系数,τ 为流体的湍流粘度系数,grad·v 为速度场梯度,Q 为 单位体积内的热源项。
对上述方程的修正和细化,保证了句子张力的一致性,纠正了原文中一些潜在的错误,使描述更加准确、清晰。

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