文丘里(Venturi)流量计 若ρ液, ρ ,A2,A1已知,只要测量出h液,就可以确定流体的
速度。流量为:
动量方程:
(二)恒定总流动量方程的应用条件和注意事项
a)水流是恒定流,并且控制体的进出口断面都是渐变流,但两个断面之间可以是急变流。 b)动量方程是矢量方程,方程中的流速和作用力都具有方向的。因此,应用动量方程解题必须建立坐标系。还必须注意,当流速或者作用力的投影分量与坐标方向一致时,则为正值,否则应为负值。c)动量方程式的右端应该是流出液体的动量减去流入液体的动量。 d)∑F包括作用在控制体上的全部外力,不能遗漏,也不能多选外力。通常包括重力(质量力)、压力和周围固体边界对水体的反作用力。求水流与固体边界之间的作用力是应用动量方程解题的主要任务,当所求的力的方向不能事先确定时,可以先假设其方向进行求解。如果求出该力为正值,表示假设方向正确;否则表示该力的实际作用方向与假设方向相反。e)动量方程只能求解一个未知数,如果方程中的未知数多于1个,必须与连续方程、能量方程联合求解。f)对于有分岔的管道,动量方程的矢量形式为
[例3-6] 如图所示管流,已知H、d、hW,试求通过流量Q,并绘制总水头线和测压管水头线。[解]据1→2建立总流的伯努利方程,有
【例3-7】 有一贮水装置如图所示,贮水池足够大,当阀门关闭时,压强计读数为2.8个大气压强。而当将阀门全开,水从管中流出时,压强计读数是0.6个大气压强,试求当水管直径d=12cm时,通过出口的体积流量(不计流动损失)。
【解】当阀门全开时列1-1、2-2截面的伯努利方程根据压强计的读数,应用流体静力学基本方程求出H值
当阀门关闭时,
,则
代入,
[例3-8] 如图所示矩形断面平坡渠道中水流越过一平顶障碍物。已知m,渠宽
m,渠道通过能力
m
,试求水流对障碍物通水间的冲击力F。
取图示控制体,并进行受力分析。建立xoz坐标系。在x方向建立动量方程(取
P1???,
式代入动量方程,得
)。 h1?bh1?29.5kN2hP2???2?bh2?1.8kN2
【例3-9】 水平放置在混凝土支座上的变直径弯管,弯管两端与等直径管相连接处的断面1-1上压力表读数p1=17.6×104Pa,管中流量qv=0.1m3/s,若直径d1=300㎜,d2=200㎜,转角Θ=600,如图所示。求水对弯管作用力F的大小 【解】水流经弯管,动量发生变化,必然产生作用力F。而F与管壁对水的反作用力R平衡。管道水平放置在xoy面上,将R分解成Rx和Ry两个分力。
取管道进、出两个截面和管内壁为控制面,如图所示,坐标按图示方向设置。
1.根据连续性方程可求得:,
2.列管道进、出口的伯努利方程
则
3.所取控制体受力分析进、出口控制面上得总压力:,
壁面对控制体内水的反力Rx、Ry,其方向先假定如图所示。 4.写出动量方程
选定坐标系后,凡是作用力(包括其分力)与坐标轴方向一致的,在方程中取正值;反之,为
负
值
。
沿
x
轴
方
向
沿y轴方向
,
管壁对水的反作用力。水流对弯管的作用
力F与R大小相等,方向相反。离心式水泵的水力计算 二、主要参数
流量Q 扬程H(泵供给单位重量液体的能量)功率输入功率(轴功率)NX
输出功率(有效功率) 效率 转速n 允许真空度
据工作点Q、H→计算 →据 → Nx。
例2]已知,求水泵安装高度。
从 1→2 建立伯努利方程,有
水泵的允许安装高度
水泵扬程:
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