简答题

流动液体的三大定律及其计算公式的表达式。

正确答案

1、质量守恒定律(连续性方程),表达式为

式中A为管道任意处过流断面面积,v为该断面上的液体的平均流速。该方程的物理意义是L:在稳定流动的情况下,党不考虑液体的压缩性时,通过管道个流断面的流量都相等,等于任意处的过流断面积与该面上液体平均流速的乘积。上式亦可写成

式中A1、v1、A2、v2,分别为管道任意两处的过流断面面积相适应的液体平均流速。该式表明:液体的流速与其过流断面面积成反比。当流量一定时,管子细的地方流速大;管子粗的地方流速小。
2、能量守恒定律:伯努利方程式,表达式为

即为实际液体伯努利方程式。式中,hw为液体从断面1流向断面2所造成的总能量损失:
式中hl为断面1和2间的沿程能量损失,;为断面1和2间的局部能量损失, 上式中,α1、α2为动能修正系数,在紊流或层流粗略计算时取α1=α2=1;层流时取α1=α2=2。
3、动量定律:动量方程式。实际液体的动量方程式为

或由连续性原理为

式中β为动量修正系数,对于圆管中的层流流动,取β=1.33,近似值常取β=1;对于圆管中的紊流流动,取β=1。
值得注意的是:
①上式中、、均为向量,在具体应用时,应将上式向某指定方向投影,列出该方向上的动量方程。
②式中的是液体所受固体壁面的作用力,而液体反作用于固体壁面上的力则为-,即与力大小相等,方向相反。

答案解析

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