2.2.1  连续性微分方程

2.2.1 连续性微分方程

液力传动的工作介质,在不高的压力下工作,可以视为不可压缩流体。在运动与封闭管路时,通过任一有效截面SASBSC等处的液体质量是不变的,即

ρvASA=ρvBSB=ρvCSC=…=Q=常数(2-1)

式中 ρ——液体密度;

vAvBvC——与相应流速的液体流速;

SASBSC——与相应流速垂直的过水断面面积。

这就是连续性条件,亦称流量Q不变方程式。对不可压缩流体,ρ=常数,式(2-1)可表示为

vS=常数(2-2)

在三维运动空间,连续性条件将以微分形式表示出来,即流进和流出微元平行六面体的流量相等,如图2-11所示。

图示

图2-11 液体微元六面体的流动情况

沿x轴方向之分速vx流入面ab的流量为ρυxdydz,流出量是(https://www.daowen.com)

图示

x方向净流出为

图示

类似地得出yz轴方向的净流出流量。据连续性条件,净流出流量总和应为零,即

图示

或记为

图示

式中 divv——矢量场v的散度;

Δ——汉弥尔登算子。

式(2-5)是连续性微分方程式,说明divv=0的场为管形场,不可压缩流体在其中运动时,流速受式(2-5)限制,不能是任意的。