我们已经看过
连续性方程
,
伯努利方程
,
动量方程
,
等温过程中的声速
,
绝热过程中的声速
还有最基本的
滞止特性,即滞止压力、滞止温度和滞止密度
可压缩流体的流动。
现在我们将从这里开始,借助这个柱子,射流作用于固定垂直板的力的基本表达式和推导。让我们在这里首先简要介绍射流冲击的基本概念,然后我们将推导出射流对静止垂直板施加的力的表达式。
飞机的影响
假设我们有一根管道,液体在压力下流动。我们假定在管子的出口处装有一个喷嘴。从喷嘴出口流出的液体将以射流的形式出现。
如果一个可能移动或固定的板块被放置在射流路径上,射流将对板块表面施加一个力。射流对移动或固定的平板表面所施加的力称为射流冲击。
为了确定射流对平板表面施加的力即射流的冲击的表达式,我们将使用牛顿第二运动定律的基本概念和脉冲动量方程。
射流对固定的垂直板施加的力
让我们考虑一股水射流,它是从安装在管道上的喷嘴出口喷出的,撞击一个垂直的平板,如下图所示。
V =射流的速度
d =射流直径
a =射流截面面积= (π/4) × d2
液体射流撞击平板后沿垂直平板运动。从图中可以看出,垂直板的位置与液体射流方向成直角,因此液体射流会发生直角偏转,即90
0
敲击垂直板后。
液体射流的速度分量,在射流方向上,撞击后将为零。
液体射流在射流方向上对平板施加的力,利用冲量动量方程的概念来确定。
上式给出了液体射流在射流方向上对平板施加的力。
现在我们将讨论
液体射流对静止倾斜平板施加的力在下一篇文章中。
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参考:
流体力学,R. K. Bansal著
图片由:谷歌
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