結構工程師基礎知識輔導:能量方程的應用

2021-01-14 建設工程教育網

注意事項

在解決流體動力學問題時能量方程常和連續性方程聯立，以解決斷面的流速和壓強。其中流速是主要的，求壓強必須在求流速的基礎上或在流速已知的基礎上進行；其他如流量、水頭、動量等問題都和流速、壓強有關。在寫能量方程時，應注意斷面的劃分、兩斷面應選取在壓強已知或流速已知的漸變流段上。如水箱水面上為大氣壓，流速水頭很小可以近似等於零的特殊斷面，以減少未知量。

基準面的位置可以任意選擇，習慣上將基準面通過兩個斷面中較低的斷面的中心，這樣就使一個斷面的z值為零，而另一斷面的z值保持正值。

能量方程中的p1和p2可以採用相對壓強或絕對壓強，方程兩端必須統一。由於建築物均暴露在大氣中，因此壓強一般都用相對壓強，即不計算大氣壓強。只有在某些特殊情況下，將大氣壓強計算在內。例如一密封容器通過管道與水槽相連，密封容器水面上的壓強Pabs=o.5大氣壓，而水槽水面壓強為1個大氣壓，要求管道中的流速v，在列斷面1-1和2-2能量方程時，就應注意，斷面1-1的壓強Pabs=o.5大氣壓=5m水柱（H2O柱），而斷面2—2上的壓強為10m水柱（H2O柱），可見水流方向是從斷面2-2流向斷面1—1.0-0基準面通過水槽水面。在能量方程中出現不同斷面的流速項，則可用連續性方程換算成同一斷面的流速。

責任編輯：芊墨

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