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伯努利方程的应用与理解

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:伯努利方程是能量守恒定理在流动液体中的表现形式,即为能量方程。图2.9伯努利方程示意图由此可得理想流体的伯努利方程或式左端各项依次分别为单位质量液体的压力能、位能和动能。实际流体的伯努利方程实际流体因为具有黏性,存在内摩擦力,并且管道形状和尺寸的变化也会使液体产生扰动,造成能量损失。

伯努利方程的应用与理解

伯努利方程是能量守恒定理在流动液体中的表现形式,即为能量方程。

(1)理想流体伯努利方程

对定常流动的理想液体,根据能量守恒定理,同一管道任意截面的总能量相等。

如图2.9 所示,任取两通流截面1 和2,其截面积分别为A1 和A2,截面1,2 处的平均流速分别为v1 和v2压力分别为p1 和p2,两截面至水平参考平面距离分别为z1 和z2

图2.9 伯努利方程示意图

由此可得理想流体的伯努利方程

式(2.23)左端各项依次分别为单位质量液体的压力能、位能和动能。式(2.22)和式(2.23)表示液体流动时不同性质的能量之间可以相互转换,但总的能量守恒。

(2)实际流体的伯努利方程

实际流体因为具有黏性,存在内摩擦力,并且管道形状和尺寸的变化也会使液体产生扰动,造成能量损失。因此,实际液体在流动时的伯努利方程为(www.xing528.com)

式中 hw——从通流截面1 流到截面2 的能量损失;

   α1,α2——动能修正系数(修正以平均流速代替实际流速的误差)。

例2. 3 如图2. 10 所示,泵从油箱吸油,其流量为25L/min,吸油管直径d=mm,设滤网及管道内总的压降为0.03 MPa,油液的密度为ρ=880 kg/m3。要保证泵的进口真空度不大于0.033 6 MPa,试求泵的安装高度。

解 取油箱液面1—1 和泵进口2—2 作参考面,建立伯努利方程

式中 p1——油箱液面的压力,等于大气压力p0

   p2——泵进口处绝对压力。

因油箱的截面远大于油管通流截面,故v1≈0。

泵的安装高度为

图2.10 泵的吸油高度

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