速度水头

更新时间:2023-12-24 12:19

速度水头,又称流速水头。即流体运动速度的平方与两倍的重力加速度的比值。其几何意义为元流过流断面上单位重量流体所具有的流速高度,相当于不计射流自重和空气阻力情况下,流体以速度垂直向上喷射到空气中时所能达到的高度。其物理意义为元流过流断面上单位重量流体所具有的动能。

定义

速度水头,又称流速水头,即流体运动速度的平方与两倍的重力加速度的比值。

了解速度水头的几何意义和物理意义以及它和位置水头及压强水头的关系需要从伯努利方程看起。

相关方程

黏性元流伯努利方程

实际流体都具有一定的黏性,在流动过程中流体质点之间以及流体与边界之间将产生黏滞内摩擦力。克服摩擦力做功需要消耗能量,流体的部分机械能将转换为热能而散失。因此,黏性流体流动时,单位质量流体所具有的机械能沿程不是守恒而是逐渐减小的。

根据能量守恒原理,黏性流体元流伯努利方程可以表示为:

方程的适用条件为:①黏性不可压缩流体;②流体作恒定流动;③质量力仅有重力;④断面1 -1和2- 2是同一元流的两个过流断面。

方程的物理意义是:对于重力作用下的恒定不可压缩黏性流体,沿同一元流各过流断面上单位重量流体所具有的总机械能沿流程减小,部分机械能转化为热能等损失掉,但各断面间的总能量(包括损失部分)仍保持不变。

方程的几何意义是:对于重力作用下的恒定不可压缩黏性流体,沿同一元流各过流断面上总水头 沿流程单调减小。

主要意义

几何意义

伯努利方程各项都具有长度量纲,几何上可以用某个高度来表示,把它称作水头。

——元流过流断面上单位重量流体所具有的位置水头。

——元流过流断面上单位重量流体所具有的压强水头。

——元流过流断面上单位重量流体所具有的测压管水头

——元流过流断面上单位重量流体所具有的速度水头,又称流速高度(相当于不计射流自重和空气阻力情况下,流体以速度垂直向上喷射到空气中时所能达到的高度)。

称为总水头,表明在不可压缩理想恒定流情况下沿同一元流(即同一条流线)各断面的总水头相等。

物理意义

元流伯努利方程中的各项分别表示了单位质量流体的三种不同的能量形式。

——元流过流断面上单位质量流体相对于某基准面所具有的位置势能。

——元流过流断面上单位重量流体相对于以大气压强为基准所具有的压强势能。

——元流过流断面上单位重量流体所具有的总势能。

——元流过流断面上单位重量流体所具有的动能。质量的流体,它的速度为,则它的动能为,单位质量流体的动能为。

——元流过流断面上单位重量流体所具有的总机械能。表明对于重力作用下的恒定不可压缩理想流体,沿同一元流,过各流断面上单位质量流体的机械能守恒。

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