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此式表明,流速大处压强小,流速小处压强大.结合连续性方程,可得这样的结论:流管截面积小处流速大,压强小;截面积大处流速小,压强大.
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两船平行航行时以船为参考系(近似处理成惯性系),俯视的水流如图6-23所示.在图的中间部位水面下方取一流管,两船内侧A处截面积小、流速大、压强pA小,船前方B处截面积大、流速小、压强pB大.图中在两船外侧C处附近的流线几乎平行,流管远近截面积变化可略,C处压强pC与左侧远处压强相同.同理,B处左侧流线几乎平行,pB与左侧远处压强相同,便有
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图 6-23
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两船外侧水压大于内侧水压,会使两船相碰.这种现象造成的事故在航海史上屡有记载,因此规定船舶不可平行航行.
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图6-24所示的喷雾器,其工作原理也可据(6.22)式得到阐述.喷嘴处气流速度大、压强小,容器中的药液便被吸上,与高速气流混合成雾状物射出.图6-25所示的水流抽气机,也是根据相同的原理设计制成的.
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图 6-24
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图 6-25
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有些现象中流管内流体高度差起着主要的作用.图6-26中,桶下侧小孔B处液体流出的速度v显然与桶内液面相对小孔的高度h有关.严格而言,图中液体的流速分布随时间变化,小孔截面S远小于桶的截面S0时,变化缓慢,在一小段时间内可近似处理成定常流动.取包含全部液体的大流管,据(6.20)式可得
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图 6-26
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A处液面下降加速度几乎为零,压强pA=p0,其中p0是大气压.B处流体质元若都沿水平方向流出,竖直方向无加速度,又有pB=p0.据连续性方程,vA,v间的关系为
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将vA略去,便得小孔流速
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如果B处出口呈喇叭形,如图6-27(a)所示.出口处流线已成水平,pB=p0成立.一般小孔,出口处流线如图6-27(b)所示,开始时流管收缩,流体质元有竖直方向加速度,pB≠p0,到B'处,流线水平,pB'=p0,小孔流速实为B'处流速.B'处流管截面积与B处流管截面积比值S'/S=α称为收缩系数,α约为61%~64%.
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