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1、伯努利Daniel Bernouli17001782丹尼尔伯努利: 瑞士物理学家、数学家、医学家。他是伯努利这个数学家族(4代10人)中最杰出的代表,16岁时就在巴塞尔大学攻读哲学与逻辑,后获得哲学硕士学位,1720岁又学习医学,于1721年获医学硕士学位,成为外科名医并担任过解剖学教授。但在父兄熏陶下最后仍转到数理科学。 伯努利研究的领域很广,除流体动力学这一主要领域外,还有天文测量、引力、行星的不规则轨道、磁学、海洋、潮汐等。 三三、流动流动液体液体的伯努利方程的伯努利方程(一)理想液体的伯努利方程(一)理想液体的伯努利方程 如图所示一液流管道,假定其为理想液体,并为稳定流动。根据能量守恒
2、定律在同一管道内各个截面处总能量都相等。对于静止液体,由静力学基本方程式可知: 对于流动液体,除上述单位质量液体的压力能 p / 和单位质量液体的位能 gh之和外,还有单位质量液体的动能,即 vc2 / 2。 当液体在图所示的管道中流动时,取两通流截面 S1、S2 ,其离基准线的距离分别为 h1、h2 ,流速分别为 vc1、vc2,压力分别为 p1、p2 ,根据能量守恒定律则有: 上式称为理想液体的伯努利方程液体的伯努利方程。 其物理意义是:在密闭管路内作稳定流动的理想液体,具有压力能、位能、动在密闭管路内作稳定流动的理想液体,具有压力能、位能、动能三种形式的能量,在任一截面上这三种能量可以互
3、相转化,其总和却保持不能三种形式的能量,在任一截面上这三种能量可以互相转化,其总和却保持不变。(而静压力基本方程是理想液体伯努利方程变。(而静压力基本方程是理想液体伯努利方程 的特例)的特例) 二、实际液体的伯努利方程二、实际液体的伯努利方程 实际液体在管路中流动时,由于有粘性,会产生内摩擦力,而且管道形状尺寸有所变化,局部使液体产生扰动,造成能量损失。用平均速度 代替实际流速计算动能时,必然产生偏差,因此可用动能修正系数 来对偏差进行补偿,于是实际液体的伯努利方程为:式式中 1、 2动能修正系数(紊流时: =1;层流时: =2) ghw单位质量液体的压力损失。例题:液压泵装置如图所示,油箱和大气相通。试分析 吸油高度H对泵工作性能的影响。 解:设以油箱液面为基准面,对截面1-1和泵的进口处 管道截面2-2之间的伯努利方程: P1+gh1+1/21V12=P2+gh2+1/22V22+Pw其中,P1=0,h1=0,V10,h2=H,带入上式后可写成: P2= (gH+1/22V22+Pw) 结论:当泵安装于液面之上时,H0,则有gH+1/22V22+Pw0,故 P20。此时,泵出口处的绝对压力小于大气压力,形成真空,油靠 大气压力压入泵内。 当泵安装于液面之下时,H0,则有gH+1/22V22+Pw0。泵出口处不形成真空,油自行灌入泵内。