流体力学复习要点(计算公式)
流体力学公式总结
工程流体力学公式总结第二章流体得主要物理性质❖流体得可压缩性计算、牛顿内摩擦定律得计算、粘度得三种表示方法。
1.密度ρ= m/V2.重度γ= G /V3.流体得密度与重度有以下得关系:γ= ρg或ρ= γ/ g4.密度得倒数称为比体积,以υ表示υ= 1/ ρ= V/m5.流体得相对密度:d = γ流/γ水= ρ流/ρ水6.热膨胀性7.压缩性、体积压缩率κ8.体积模量9.流体层接触面上得内摩擦力10.单位面积上得内摩擦力(切应力)(牛顿内摩擦定律)11.、动力粘度μ:12.运动粘度ν:ν=μ/ρ13.恩氏粘度°E:°E = t 1 /t 2第三章流体静力学❖重点:流体静压强特性、欧拉平衡微分方程式、等压面方程及其、流体静力学基本方程意义及其计算、压强关系换算、相对静止状态流体得压强计算、流体静压力得计算(压力体)。
1.常见得质量力:重力ΔW = Δmg、直线运动惯性力ΔFI =Δm·a离心惯性力ΔFR =Δm·rω2、2.质量力为F。
:F= m·am= m(fxi+f yj+fzk)am =F/m = f xi+f yj+fzk为单位质量力,在数值上就等于加速度实例:重力场中得流体只受到地球引力得作用,取z轴铅垂向上,xoy为水平面,则单位质量力在x、y、z轴上得分量为fx= 0,fy=0 , fz=-mg/m= -g式中负号表示重力加速度g与坐标轴z方向相反3流体静压强不就是矢量,而就是标量,仅就是坐标得连续函数。
即:p=p(x,y,z),由此得静压强得全微分为:4.欧拉平衡微分方程式单位质量流体得力平衡方程为:5.压强差公式(欧拉平衡微分方程式综合形式)6.质量力得势函数7.重力场中平衡流体得质量力势函数积分得:U =-gz + c*注:旋势判断:有旋无势流函数就是否满足拉普拉斯方程:8.等压面微分方程式、fx dx+fy d y + fz d z =09.流体静力学基本方程对于不可压缩流体,ρ=常数。
《流体力学》Ⅰ主要公式及方程式讲解
《流体力学与流体机械》(上)主要公式及方程式1.流体的体积压缩系数计算式:β1dρp=-1dVVdp=ρdp 流体的体积弹性系数计算式:E=-VdpdpdV=ρdρ 流体的体积膨胀系数计算式:βdVT=1VdT=-1dρρdT2.等压条件下气体密度与温度的关系式:ρ0t=ρ1+βt,其中β=1273。
3T=±μAdudy 或τ=TduA=±μdy 恩氏粘度与运动粘度的转换式:ν=(0.0731E-0.0631E)⨯10-4f1∂p⎫x-ρ∂x=0⎪fr-1∂p=0⎫⎪ρ∂r⎪⎪4.欧拉平衡微分方程式: f⎪y-1∂pρ∂y=0⎪⎬和fθ-1∂pρ=0⎬ f1∂p⎪r∂θρ∂z=0⎪⎪⎪⎭f1∂p⎪z-z-ρ∂z=0⎪⎭欧拉平衡微分方程的全微分式:dp=ρ(fxdx+fydy+fzdz) dp=ρ(frdr+fθrdθ+fzdz) 5 fxdx+fydy+fzdz=0frdr+fθrdθ+fzdz=06pγ+z=C 或 p1γ+zp21=γ+z2 或p1+ρgz1=p2+ρgz2相对于大气时:pm+(ρ-ρa)gz=C 或pm1+(ρ-ρa)gz1=pm2+(ρ-ρa)gz27p=p0+γh,其中p0为自由液面上的压力。
8.水平等加速运动液体静压力分布式:p=p0-ρ(ax+gz);等压面方程式:ax+gz=C;自由液面方程式:ax+gz=0。
注意:p0为自由液面上的压力。
1 9.等角速度旋转液体静压力分布式:p=p0+γ(ω2r22g-z);等压面方程式:ω2r22-gz=C;自由液面方程式:ω2r22-gz=0。
注意:p0为自由液面上的压力。
10.静止液体作用在平面上的总压力计算式:P=(p0+γhc)A=pcA,其中p0为自由液面上的相对压力。
压力中心计算式:yD=yc+γsinαIxc (p0+γycsinα)AIxcycA或yD-yc=IxcycA。
当自由液面上的压力为大气压时:yD=yc+矩形截面的惯性矩Ixc计算式:Ixc=圆形截面的惯性矩Ixc计算式:Ixc11bh3;三角形截面的惯性矩Ixc计算式:Ixc=bh3 1236π4=d 6411.静止液体作用在曲面上的总压力的垂直分力计算式:Pz=p0Az+γVP,注意:式中p0应为自由液面上的相对压力。
流体力学52个常用公式总结
流体力学常用公式总结1.液体的比重γ=ρg2.液体对水的密度比S=ρρwaterγ=Sγwater3.静水压强差ΔP=ρgh 4.剪应力和速度的关系τ=μdu dy5.三维的流速场的一般表达V=V(x,y,z,t)=u(x,y,z,t)i+v(x,y,z,t)j+w(x,y,z,t)k 6.三维的流线方程的一般形式dx u =dyv=dzw7.三维流场的加速度的一般形式8.三维流场的加速度的三个分量9.三维流场的连续性方程ðu ðx +ðvðy+ðwðz=010.流量的定义式11.流量的另一种表达AU=V→U=V A12.控制体内质量的变化律m=ρAU=ρV 13.控制体出入口进出质量守恒的方程ρ1A1U1=ρ2A2U2 14.雷诺数Re=ρUD μ15.伯努利方程的定义式P γ+v22g+Z=H16.理想条件下伯努利方程的形式P1γ+v122g+Z1=P2γ+v222g+Z217.考虑了损耗的伯努利方程P1γ1+v122g+z1=P2γ2+v222g+z2+H L18.一般情况下的伯努利方程P1γ1+v122g+z1+H p=P2γ2+v222g+z2+H t+H L19.系统动能变化率的一般式Q net+W net=dE sys dt19.系统功率的一般式Power=WΔt=F∙sΔt=F∙v=γQH=m gH20.一般情况下的伯努利方程的H p项H p=E pumpm g=Power pumpm g21.一般情况下的伯努利方程的H L项E loss=m gH L22.系统效率的一般式η=E out E in23.水泵的机械效率ηp=γQHPower→Power=γQHηp=PQηp24.水力发电机的机械效率ηt=Power→Power=γQH∙ηt=PQ∙ηt25.由动量守恒推导出的二向流体压力式F x=P1A1cosθ1−P2A2cosθ2+ρQ(v1cosθ1−v2cosθ2)−F y=P1A1sinθ1−P2A2sinθ2+ρQ(v1sinθ1−v2sinθ2) 26.由动量守恒推导出的流体压力的方向角α=tan−1(F y F x )27.喷气式飞机的理想模型F=ρ2Q2v2−ρ1Q1v1=m2v2−m1v1 28.由角动量定理的流体力矩T=r×ρQ(v2−v1)=ρQ[(r2×v2)−(r1×v1)] 29.力矩大小|T|=ρQ(r2v t2−r1v t1) 30.驱动力矩的功率Power=|T|ω31.斯托克斯方程的一般形式ρg−∇P+μ∇2V=ρDV Dt32.流体的旋度33.x方向的斯托克斯方程ρg x−ðPðx+μ(ð2uðx2+ð2uðy2+ð2uðz2)=ρ(dudt+ududx+vdudy+wdudz)34.二维平面流的连续性方程ðu ðx +ðvðy=035.二维平面的流函数u≡ðΨðy,v≡−ðΨðx36.极坐标下的二维平面流的连续性方程1 r ð(rv r)ðr+1rðvθðθ=037.极坐标下的二维平面的流函数v r=1rðΨðθ,vθ=−ðΨðr38.笛卡尔坐标系的势流方程ð2Φðx2+ð2Φðy2+ð2Φðz2=039.通过势流求极坐标的速度v r=ðΦðr,vθ=1rðΦðθ,v z=ðΦðz40.极坐标系的势流方程1 r ððr(rðΦðr)+1r2ð2Φðθ2+ð2Φðz2=041.通过势流求笛卡尔坐标系的速度u=ðΦðx,v=ðΦðy,w=ðΦðz42.笛卡尔坐标势流方程和流函数之间的互换u=ðΨðy,v=−ðΨðx⇔u=ðΦðx,v=ðΦðy43.极坐标势流方程和流函数之间的互换v r=1rðΨðθ,vθ=−ðψðr⇔v r=ðΦðr,vθ=1rðΦðθ44.马赫数M≡v a45.弗劳德数Fr≡v Lg46.欧拉数Eu≡ΔP ρv247.韦伯数We≡ρLv2σ48.管流在管壁上产生的剪应力τ=ΔPD 4L49.管流在管中的最大速度u max=R2dP 50.管内流量Q=ΔPπD4 51.管流的平均速度v avg=12u max52.管流速度关于半径的函数u(r)=14μ(ΔPL−ρg sinθ)(R2−r2)53.倾斜的管道的流量Q=πD4128μL(ΔP−ρgL sinθ)54.管道内流体的摩擦系数H f=f LDv avg22gf=f(Re)=64 Re。
流体力学公式总结
工程流体力学公式总结第二章 流体的主要物理性质 流体的可压缩性计算、牛顿内摩擦定律的计算、粘度的三种表示方法。
1.密度 ρ = m /V2.重度 γ = G /V3.流体的密度和重度有以下的关系: γ = ρ g 或 ρ = γ/ g 4.密度的倒数称为比体积,以 υ表示 υ = 1/ ρ = V/m 5.流体的相对密度: d = γ流 /γ水 = ρ流 /ρ 水6.热膨胀性1V VT7.压缩性 . 体积压缩率 κ1V Vp8.体积模量9.流体层接触面上的内摩擦力10.单位面积上的内摩擦力(切应力) (牛顿内摩擦定律)dv dn11. .动力粘度μ:dv/dn12.运动粘度 ν :ν = μ /ρ 13.恩氏粘度° E :°E = t 1 / t 2第三章 流体静力学 重点:流体静压强特性、欧拉平衡微分方程式、等压面方程及其、流体静力学 基本方程意义及其计算、 压强关系换算、 相对静止状态流体的压强计算、流体 静压力的计算(压力体) 。
1.常见的质量力:重力 ΔW = Δ mg 、 直线运动惯性力 ΔFI = Δm ·a 离心惯性力 ΔFR = Δm ·r ω2 .FAd dn2.质量力为 F 。
:F = m ·am = m(fxi+fyj+fzk) am = F/m = fxi+fyj+ fzk 为单位质量力,在数值上就等于加速度 实例:重力场中的流体只受到地球引力的作用, 取 z 轴铅垂向上, xoy 为水平面, 则单位质量力在 x 、y 、 z 轴上的分量为fx= 0 , fy= 0 , fz= -mg/m = -g 式中负号表示重力加速度 g 与坐标轴 z 方向相反 3流体静压强不是矢量,而是标量,仅是坐标的连续函数 得静压强的全微分为 : p pd p p dxpdyxy4.欧拉平衡微分方程式pf y ρdxd ydz dxd ydz 0y pf z ρdxd ydz dxd ydz 0z单位质量流体的力平衡方程为:1p1pyρy1p0 ρz5.压强差公式(欧拉平衡微分方程式综合形式)ρ(f x dx f y dy f z dz) pdx pdy pdz xyz d p ρ( f x dx f y d y f z dz)6.质量力的势函数dp ρ( f x dx f y dy f z dz)dU7.重力场中平衡流体的质量力势函数UUUdU dx d y dz= f x dx f y dy f z dz xyz gdz。
流体力学计算公式
流体力学计算公式流体力学是研究流体的运动规律和性质的一门学科,广泛应用于工程和科学领域中。
在流体力学的研究过程中,有许多重要的计算公式和方程被提出和应用。
下面是一些重要的流体力学计算公式。
1.压力力学方程:压力力学方程是描述流体力学中流体静压力分布和变化的方程。
对于稳定的欧拉流体,方程为:∇P=-ρ∇φ其中,P是压力,ρ是流体的密度,φ是流体的势函数。
2.欧拉方程:欧拉方程用于描述流体的运动,它是流体运动的基本方程之一:∂v/∂t+v·∇v=-1/ρ∇P+g其中,v是流体的速度,P是压力,ρ是流体的密度,g是重力加速度。
3.奇异体流动方程:奇异体流动是流体与孤立涡流动的一种类型,其方程为:D(D/u)/Dt=0其中,D/Dt是对时间的全导数,u是速度向量。
4.麦克斯韦方程:5.纳维-斯托克斯方程:纳维-斯托克斯方程是描述流体的动力学行为的方程,它是流体力学中最重要的方程之一:∂v/∂t+v·∇v=-1/ρ∇P+μ∇²v其中,v是速度矢量,P是压力,ρ是密度,μ是动力黏度。
6.贝努利方程:贝努利方程描述了在不可压缩流体中流体静力学的变化。
贝努利方程给出了伯努利定律,即沿着一条流线上的速度增加,压力将降低,反之亦然。
贝努利方程的公式为:P + 1/2ρv^2 + ρgh = const.其中,P是压力,ρ是密度,v是流体速度,g是重力加速度,h是流体高度。
7.流量方程:流量方程用于描述流体在管道或通道中的流动。
Q=A·v其中,Q是流量,A是截面积,v是流速。
8.弗朗脱方程:弗朗脱方程是描述管道中流体流动的方程,其中考虑了摩擦阻力的影响:hL=f(L/D)(v^2/2g)其中,hL是管道摩擦阻力头损失,f是阻力系数,L是管道长度,D 是管道直径,v是流速,g是重力加速度。
以上是一些重要的流体力学计算公式。
这些公式和方程在流体力学中具有广泛的应用,是工程和科学领域中进行流体流动分析和计算的基础。
流体力学计算公式
流体力学计算公式1、单位质量力:mF f B B = 2、流体的运动粘度:ρμ=v (μ[动力]粘度,ρ密度) 3、压缩系数:dpd dp dV V ρρκ?=?-=11(κ的单位是N m 2)体积模量为压缩系数的倒数 4、体积膨胀系数:dTd dT dV V v ρρα?-=?=11(v α的单位是C K ?1,1) 5、牛顿内摩擦定律:为液体厚)为运动速度,以应力表示为y u dy du dy du A T (,μτμ== 6、静止液体某点压强:为该点到液面的距离)h gh p z z g p p ()(000ρρ+=-+=7、静水总压力:)h (为受压面积,为受压面形心淹没深度为静水总压力,A p ghAA p p c ρ==8、元流伯努利方程;'2221112w h gp z g u g p z ++=++ρρ('w h 为粘性流体元流单位重量流体由过流断面1-1运动至过流断面2-2的机械能损失,z 为某点的位置高度或位置水头,gp ρ为测压管高度或压强水头,gu ρ2是单位流体具有的动能,u gh g p p g u 22'=-=ρ,u gh C gp p g C u 22'=-=ρC 是修正系数,数值接近于1) 9、总流伯努利方程:w h gv g p z g v g p z +++=++222221221111αραρ(α为修正系数通常取1)10、文丘里流量计测管道流量:)21)(41()()(42122211g d d d k h k g p z g p z k Q -=?=+-+=πμρρμ 11、沿程水头损失一般表达式:gv d l h f 22λ=(l 为管长,d 为管径,v 为断面平均流速,g为重力加速度,λ为沿程阻力系数)12、局部水头损失一般表达式:对应的断面平均流速)为为局部水头损失系数,v gv h j (22= 13、圆管流雷诺数:为圆管直径)为运动粘度,为流速,d v (u vud R e = 14、非圆管道流雷诺数:χA R R v uR R e ==水力半径为水力半径,(A 为过流断面面积,x 为过流断面上流体与固体接触的周界,矩形断面明渠流的水力半径:h b bh R 2+=,b 为明渠宽度,h 为明渠水深)15、均匀流动方程式:gRJ lh gR gR l gA l h f f ρρ?ρ?ρχ?====000或(R 为水力半径,J 为水力坡度,l h J f=)16、流束的均匀流动方程:''J gR ρτ=(τ为所取流束表面的剪应力,'R 为所取流束的水力半径,'J 为所取流束的水力坡度,与总水流坡度相等)17、过流断面上的流速分布的解析式:)(4220r r gJ u -=μρ 18、平均流速:20208r gJ r Q A Q v μρπ===,断面平均流速与最大流速的关系:max 21u v = 19、沿程水头损失:为沿程摩阻系数其中λλ,22Re 6422gv d l g v d l h f ==,沿程摩阻系数:Re64=λ 20、谢才公式:RJ C RJ g v ==λ8(v 为断面平均流速,R 为水力半径,J 为水力坡度,C 为谢才系数) 21、曼宁公式:)(15.061s m R nC =(n 为综合反映壁面对水流阻滞作用的系数,称为粗糙系数,R 为水力半径)22、局部水头损失:22122211)1(,)1(-=-=A A A A ξξ,21,A A 分别为扩大前断面1-1和正常状态断面2-2的面积,21,ξξ分别为突然扩大前、后两个断面的平均流速对应的两个局部水头损失系数。
流体力学公式及分析
流体力学1. 密度ρ: 单位体积流体所具有的质量。
SI 单位:kg/m3a) 液体密度:主要影响因素为温度和压力。
i.压力的影响较小,通常可忽略。
ii.温度升高,密度减小。
b) 气体密度:在工程中,低压、高温下的真实气体可近视为理想气体。
i. 气体密度随温度、压力的变化有明显的改变。
ii.压力升高,密度增大;温度升高,密度减小。
2. 压强p :流体垂直作用在单位面积上的力。
SI 单位:Pa 或N/m 2a) 1atm =101.3kPa =760mmHg =10.33mH 2O =1.033at = 1.033kgf/cm 21bar =105Pab) 表压=绝压-大气压 真空度=大气压-绝压★当压力用表压或真空度表示时,需注明。
例如:20kPa (表压)3. 流体静力学基本方程式:a) 等压面概念:在静止、连续的同一种流体内部,处在同一水平面上的各点的压力均相等。
(即静压强仅与垂直高度有关,而与水平位置无关。
)Vm=ρRTpM V m ==ρAFp =ghP P ρ+=0b) 传递定律:同一种流体内部,如果一点的压力发生变化,则其他各点的压力将发生同样大小和方向的变化。
c)可以改写成 即液柱高度可以用来表示静压强大小,但须注明是何种液体。
在静止、连续的同一种流体内部,任一截面的压力仅与其所处的深度有关,而与底面积无关 。
d) 方程是以不可压缩流体推导出来的,对于可压缩性的气体,只适用于压强变化不大的情况。
(±20%)4. 流量:单位时间内流过管道任一截面的流体量。
a) 体积流量:流量用体积来计量,一般用Q 表示;SI 单位:m 3/s b) 质量流量:流量用质量来计量,用W S 表示; SI 单位:kg/sc)5. 流速:单位时间内流体在流动方向上流过的距离,称为平均流速。
以u 表示,SI 单位:m/s 。
质量流速:单位时间内流体流过管道单位面积的质量流量,SI 单位:kg/(m 2.S)。
流体力学常用公式
流体力学常用公式流体力学(Fluid Mechanics)是研究流体(液体和气体)运动规律的科学。
它在物理学和工程学中都有广泛的应用。
以下是流体力学常用的一些公式:1.流体速度和流量:在流体运动中,流速(Velocity)是指单位时间内流体通过一些截面的体积。
流量(Flow rate)是指单位时间内通过一些截面的质量或体积。
流速和流量的关系由以下公式给出:流量=流速×截面积Q=Av其中,Q表示流量,A表示截面积,v表示流速。
2.可压缩流体速度和流量:对于可压缩流体,流速和流量的关系由以下公式给出:流量=流速×截面积×密度Q=Avρ其中,Q表示流量,A表示截面积,v表示流速,ρ表示流体密度。
3.连续性方程:连续性方程描述了流体的质量守恒原理,即在稳态流动和不可压缩条件下,流体质量在流动过程中是不会凭空消失或增加的。
连续性方程可以表示为:流量的入口=流量的出口A1v1=A2v2其中,A1和A2分别表示入口和出口的截面积,v1和v2分别表示入口和出口的流速。
4.压力方程:压力方程是描述压强(Pressure)随深度变化的方程,可通过以下公式表达:ΔP = ρgh其中,ΔP表示在高度h上的压力变化,ρ表示流体密度,g表示重力加速度。
5.伯努利方程:伯努利方程描述了在理想流动条件下,流体的能量守恒原理,即在没有外力作用的情况下,流体速度、压力和高度之间存在关系。
伯努利方程可以表示为:P + 1/2ρv² + ρgh = 常数其中,P表示压力,v表示速度,ρ表示密度,g表示重力加速度,h 表示高度。
6.流动的雷诺数:雷诺数(Reynolds Number)是用来判断流体的流动状态的参数,可通过以下公式计算:Re=(ρvL)/μ其中,Re表示雷诺数,ρ表示密度,v表示速度,L表示特征长度,μ表示动力粘度。
7.流体的扩散:流体的扩散可以通过热量传递或质量传递来实现。
扩散速率可以使用以下公式计算:质量传递速率=D×A×(C2-C1)/L其中,D表示扩散系数,A表示扩散面积,C2和C1分别表示扩散物质在两个位置上的浓度,L表示扩散路径的长度。
流体力学Ⅱ重要公式及方程式
(1) 雷诺准数 Re u l
(4) 付鲁德准数 Fr u 2 gl
《流体力学与流体机械》(下)主要公式及方程式
(7) 阿基米德准数 Ar gl T u2 T
2.气体等压比热和等容比热计算式: Cp
3.完全气体比焓定义式: i
4.完全气体状态方程式: p RT
i2
T1
q
u
R k 1
k
) k1 (
2
2 2
p2 2
i0
k k 1 RT0
p1
p2
(T2
T1
)]
g z2
(3) 牛顿准数 Ne F u2l 2
(6) 斯特罗哈准数 St u l
(9) 韦伯准数 We u 2l
)
k k 1
u
2
2 2
e2
w
2
k k 1 RT2
2 2
CpT
u12 2
u12 2
p2
Cv
g l3t 2
(2 )k
p1 1
R ln[(T2
e1
CpT0
u22 2
1
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,通系电1,力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配,机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2,下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷,32调需3各控要类试在管验最路;大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷,下安要与全加过,强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中;中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整,理核或高对者中定对资值某料,些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒,卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置,接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资,,料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气,敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术,技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方;资式对料,整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资,课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试,且技合进术理行,利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。:对对在于于分调差线试动盒过保处程护,中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技,,术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板,变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生;握内同图部一纸故线资障槽料时内、,设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷,试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高,技中要术资进资料行料试检,卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
工程流体力学公式
工程流体力学公式1.流体静力学公式:(1) 压强公式:P = ρgh,其中P为压强,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为液面高度。
(2)压力公式:P=F/A,其中P为压力,F为作用力,A为受力面积。
2.流体力学基本方程:(1)质量守恒方程:∂(ρ)/∂t+∇·(ρv)=0,其中ρ为密度,t为时间,v为速度矢量。
(2) 动量守恒方程:∂(ρv)/∂t + ∇·(ρvv) = -∇P + ∇·τ +ρg,其中P为压力,τ为应力张量,g为重力加速度。
(3) 能量守恒方程:∂(ρe)/∂t + ∇·(ρev) = -P∇·v +∇·(k∇T) + ρg·v,其中e为单位质量的总能量,T为温度,k为热传导系数。
3.流体动力学方程:(1)欧拉方程:∂v/∂t+(v·∇)v=-∇(P/ρ)+g,其中v为速度矢量,P为压力,ρ为密度,g为重力加速度。
(2)再循环方程:∂v/∂t+(v·∇)v=-∇(P/ρ)+g+F/M,其中F为体积力,M为质量。
4.流体阻力公式:(1) 粘性流体的阻力公式:F = 6πμrv,其中F为阻力,μ为粘度,r为流体直径,v为速度。
(2)粘性流体在管道中的流量公式:Q=(π/8)ΔP(R^4)/(Lμ),其中Q为流量,ΔP为压差,R为半径,L为管道长度,μ为粘度。
5.流体力学定律:(1) Pascal定律:在封闭的液体容器中,施加在液体上的外力将均匀传递到液体的每一个点。
(2) Bernoulli定律:沿着流体流动方向,速度增大则压力减小,速度减小则压力增大。
除了上述公式之外,还有许多与特定问题相关的公式,如雷诺数、流体阻力系数、泵和液力传动公式等。
这些公式是工程流体力学研究和设计的基础,可以帮助工程师分析和解决与流体运动和相互作用有关的问题。
流体主要计算公式
流体主要计算公式流体是液体和气体的统称,具有流动性和变形性。
流体力学是研究流体静力学和动力学的学科,其中主要涉及到流体的力学性质、运动规律和力学方程等内容。
在流体力学的研究中,有一些重要的计算公式被广泛应用。
下面将介绍一些常见的流体力学计算公式。
1.流体静力学公式:(1)压力计算公式:P=F/A-P表示压力-F表示作用力-A表示受力面积(2)液体静力学公式:P=hρg-P表示液体压力-h表示液体高度-ρ表示液体密度-g表示重力加速度2.流体动力学公式:(1)流体流速公式:v=Q/A-v表示流速-Q表示流体流量-A表示流体截面积(2)流体流量公式:Q=Av-Q表示流体流量-A表示流体截面积-v表示流速(3)连续方程:A1v1=A2v2-A1和A2表示流体截面积-v1和v2表示流速(4) 流体动能公式:E = (1/2)mv^2-E表示流体动能-m表示流体质量-v表示流速(5)流体的浮力公式:Fb=ρVg-Fb表示浮力-ρ表示液体密度-V表示浸泡液体的体积-g表示重力加速度3.流体阻力公式:(1)层流阻力公式:F=μAv/L-F表示阻力-μ表示粘度系数-A表示流体截面积-v表示流速-L表示流动长度(2)湍流阻力公式:F=0.5ρACdV^2-F表示阻力-ρ表示流体密度-A表示物体的受力面积-Cd表示阻力系数-V表示物体相对于流体的速度4.比力计算公式:(1)应力计算公式:τ=F/A-τ表示应力-F表示力-A表示受力面积(2)压力梯度计算公式:ΔP/Δx=ρg-ΔP/Δx表示压力梯度-ρ表示流体密度-g表示重力加速度(3) 万斯压力计算公式:P = P0 + ρgh-P表示压力-P0表示参考压力-ρ表示流体密度-g表示重力加速度-h表示液体的高度以上是一些流体力学中常见的计算公式,涉及到压力、流速、阻力、浮力以及比力等方面的运算。
这些公式在解决流体力学问题时非常有用,可以帮助我们理解和分析流体的运动和力学性质。
流体力学主要公式及方程式
《流体力学与流体机械》(上)主要公式及方程式1.流体的体积压缩系数计算式:pp V V d d 1d d 1p ρρβ=-= 流体的体积弹性系数计算式:ρρd d d d pV p VE =-= 流体的体积膨胀系数计算式:TT V V d d 1d d 1T ρρβ-==2.等压条件下气体密度与温度的关系式:t βρρ+=10t , 其中2731=β。
3.牛顿内摩擦定律公式:yu AT d d μ±= 或 y uA T d d μτ±==恩氏粘度与运动粘度的转换式:410)0631.00731.0(-⨯-=EE ν 4.欧拉平衡微分方程式: ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=∂∂-=∂∂-=∂∂-010101z p f y p f x pf z y x ρρρ 和 ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=∂∂-=∂∂-=∂∂-010101z pf r p f r p f z r ρθρρθ 欧拉平衡微分方程的全微分式: )d d d (d z f y f x f p z y x ++=ρ )d d d (d z f r f r f p z r ++=θρθ 5.等压面微分方程式: 0d d d =++z f y f x f z y x0d d d =++z f r f r f z r θθ6.流体静力学基本方程式:C z p=+γ或2211z p z p +=+γγ或 2211z g p z g p ρρ+=+相对于大气时: C z g p a m =-+)(ρρ 或 2211)()(z g p z g p a m a m ρρρρ-+=-+ 7.水静力学基本方程式:h p p γ+=0,其中0p 为自由液面上的压力。
8.水平等加速运动液体静压力分布式:)(0gz ax p p +-=ρ;等压面方程式:C z g ax =+;自由液面方程式:0=+z g ax 。
注意:p 0为自由液面上的压力。
9.等角速度旋转液体静压力分布式:)2(220z gr p p -+=ωγ;等压面方程式:C z g r =-222ω;自由液面方程式:0222=-z g r ω。
上海市考研力学复习资料流体力学重点公式整理
上海市考研力学复习资料流体力学重点公式整理一、液体静力学1. 压力 (P) 的定义:单位面积上垂直作用的力。
2. 压力的计算公式:P = F / A,其中 F 表示作用力,A 表示作用面积。
3. 压强 (p) 的定义:液体压力除以液体所受面积。
4. 压强的计算公式:p = P / A5. 海伦公式:用于计算三角形面积。
二、连续介质力学基础1. 质量守恒定律:在不受外力作用的情况下,连续介质内的质量保持不变。
2. 动量守恒定律:对于封闭系统,在任意时刻流体的动量总量保持不变。
3. 流体流动的欧拉方程:描述流体运动的基本方程之一,表示流体质点质心的运动。
4. 流体流动的纳维-斯托克斯方程:描述流体运动的基本方程之一,表示流体速度的变化。
5. 边界层理论:研究流体在壁面附近速度变化比较剧烈的区域。
三、流体动力学1. 速度势函数:对于无旋流,存在速度势函数,使得流体速度可以表示为速度势函数的梯度。
2. 流函数:对于无源流,存在流函数,使得流体速度可以表示为流函数的旋度。
3. 琴生定理:用于求解流体在给定几何形状中的流动问题,表示在闭合曲线上的面积分等于该曲线上的线积分。
4. Bernoulli方程:描述流体运动的基本方程之一,表示单位质量的流体沿流线所具有的能量。
5. 流量守恒定律:在稳定流动情况下,单位时间内通过管道截面的流体质量不变。
四、黏性流体力学1. 卡门方程:用于描述黏性流体的流动状态和速度分布。
2. Re数(雷诺数):用于描述流体静态应力和黏性应力比值的无量纲值。
3. 粘度(η) 的定义:流体流动过程中抵抗剪切力的能力。
4. 接触角(θ) 的定义:液滴或液体与固体之间接触处的角度。
5. 斯托克斯定律:描述了小粒子在流体中的运动规律,由黏性力和重力共同决定。
以上所列公式为流体力学复习中重点需要掌握的内容,通过掌握这些公式,能够准确描述流体力学中的各种现象和问题,为进一步学习和研究提供了基础。
在考研复习中,通过理解和掌握这些公式,并运用到实际问题中进行分析和解决,将有助于提高对流体力学的理解和应用能力。
流体力学知识点总结
流体力学知识点总结流体力学是一门研究流体(包括液体和气体)的运动规律以及流体与固体之间相互作用的学科。
它在许多领域都有着广泛的应用,如航空航天、水利工程、能源开发、生物医学等。
下面将对流体力学的一些重要知识点进行总结。
一、流体的物理性质1、密度和比容密度是指单位体积流体的质量,用ρ 表示。
比容则是单位质量流体所占的体积,是密度的倒数,用ν 表示。
2、压缩性和膨胀性压缩性是指流体在压力作用下体积缩小的性质,通常用体积压缩系数β 来表示。
膨胀性是指流体在温度升高时体积增大的性质,用体积膨胀系数α 来表示。
液体的压缩性和膨胀性通常较小,可视为不可压缩和不可膨胀流体;而气体的压缩性和膨胀性较为显著。
3、粘性粘性是流体内部产生内摩擦力以阻碍流体相对运动的性质。
粘性的大小用动力粘度μ 或运动粘度ν 来表示。
牛顿内摩擦定律指出,相邻两层流体之间的切应力与速度梯度成正比。
4、表面张力液体表面由于分子引力不均衡而产生的沿表面切线方向的拉力称为表面张力。
表面张力会使液体表面有收缩的趋势,在一些涉及小尺度流动的问题中需要考虑。
二、流体静力学1、静压强及其特性静止流体中任一点的压强大小与作用面的方位无关,只与该点的位置有关,即静压强各向同性。
2、欧拉平衡方程在静止流体中,单位质量流体所受的质量力和表面力平衡,由此可以导出欧拉平衡方程。
3、重力作用下的静压强分布在重力作用下,静止液体中的压强随深度呈线性增加,其计算公式为 p = p0 +ρgh,其中 p0 为液面压强,h 为深度。
4、压力的表示方法绝对压强是以绝对真空为基准计量的压强;相对压强是以当地大气压为基准计量的压强。
真空度则是当绝对压强小于大气压时,相对压强为负值,其绝对值称为真空度。
5、作用在平面上的静水总压力对于垂直放置的平面,静水总压力的大小等于受压面面积与形心处压强的乘积,其作用点位于受压面的形心之下。
6、作用在曲面上的静水总压力将曲面所受静水总压力分解为水平方向和垂直方向的分力进行计算。
流体力学公式
流体力学公式流体力学是研究流体运动和流体力学性质的学科,它主要涉及流体力学中的基本方程和公式。
在本文档中,我们将介绍一些流体力学中常用的公式和其应用。
流体的基本性质密度(Density)流体的密度表示单位体积内的质量,通常用符号$\\rho$表示。
可以用以下公式来计算流体的密度:$$\\rho = \\frac{m}{V}$$其中,m是流体的质量,m是流体所占的体积。
压力(Pressure)流体的压力是指单位面积受到的力的大小,常用符号m表示。
压力可以根据以下公式计算:$$p = \\frac{F}{A}$$其中,m是作用在单位面积上的力,m是单位面积的面积大小。
流速(Velocity)流速是指流体在单位时间内通过某一给定点的体积。
常用符号m表示,流速可以通过以下公式计算:$$v = \\frac{Q}{A}$$其中,m是通过给定点的体积,m是流体流动的面积。
流体力学的基本方程连续性方程(Continuity Equation)连续性方程描述了流体在稳态情况下质量守恒的原理。
根据连续性方程,流体的质量流速恒定,可以用以下公式表示:m1m1=m2m2其中,m1和m2分别是两个截面的面积,m1和m2分别是两个截面的流速。
动量方程(Momentum Equation)动量方程描述了流体中力的平衡状况。
动量方程可以根据牛顿第二定律推导出来,可以用以下公式表示:$$F = \\rho \\times A \\times a$$其中,m是作用在单位面积上的力,$\\rho$是流体的密度,m是单位面积的面积大小,m是流体的加速度。
能量方程(Energy Equation)能量方程描述了流体中能量的守恒状况。
能量方程可以根据热力学原理推导出来。
其中,能量方程涉及流体的内能、动能和势能等。
能量方程的具体形式取决于流体的类型和情况。
流体的运动特性流体的黏性(Viscosity)黏性是指流体内部的摩擦力。
黏性影响流体的流动性质,黏性大的流体粘度高,黏性小的流体粘度低。
流体力学公式大全
流体力学公式大全流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科,涉及到流体的运动规律、压力分布、速度场等内容。
在工程和物理学领域,流体力学有着广泛的应用,包括飞机设计、水利工程、汽车空气动力学等方面。
本文将为大家详细介绍流体力学中常见的公式,希望能够帮助大家更好地理解和应用流体力学知识。
1. 流体静力学公式。
在静止的流体中,压力的分布可以用以下公式表示:\[ P = \rho \cdot g \cdot h \]其中,P为压力,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为流体的高度。
2. 流体动力学公式。
在流体运动时,流体的速度场可以用以下公式表示:\[ \frac{Dv}{Dt} = -\frac{1}{\rho} \cdot \nabla P + g \]其中,Dv/Dt表示速度的变化率,ρ为流体密度,∇P为压力的梯度,g为重力加速度。
3. 纳维-斯托克斯方程。
描述了流体运动的基本规律,可以用以下形式表示:\[ \rho \cdot \frac{Dv}{Dt} = -\nabla P + \mu \cdot \nabla^2 v + \rho \cdot g \]其中,μ为流体的动力粘度,∇^2v为速度的散度。
4. 伯努利方程。
描述了流体在不同位置之间的能量转换关系,可以用以下公式表示:\[ P + \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + \rho \cdot g \cdot h = \text{常数} \]其中,P为压力,ρ为流体密度,v为流体速度,h为流体的高度。
5. 应力张量。
描述了流体内部的应力分布情况,可以用以下矩阵表示:\[ \tau = \begin{bmatrix} \tau_{xx} & \tau_{xy} & \tau_{xz} \\ \tau_{yx} &\tau_{yy} & \tau_{yz} \\ \tau_{zx} & \tau_{zy} & \tau_{zz} \end{bmatrix} \] 其中,τ为应力张量,下标表示不同方向上的应力分量。
流体力学公式大全
流体力学公式大全流体力学是研究流体静力学和动力学的科学,它在物理学、工程学、地质学、生物学等领域都有着广泛的应用。
在流体力学中,有许多重要的公式,它们帮助我们理解流体的运动规律、压力分布、速度场等重要参数。
本文将为您介绍一些流体力学中常用的公式,希望能够帮助您更好地理解和应用流体力学知识。
1. 流体静力学公式。
在静态流体中,流体的压力是均匀分布的,根据流体静力学的基本原理,我们可以得到以下公式:\[ P = \rho g h \]其中,P表示流体的压力,ρ表示流体的密度,g表示重力加速度,h表示流体的高度。
这个公式告诉我们,流体的压力与流体的密度和高度成正比,与重力加速度成正比。
2. 流体动力学公式。
在动态流体中,流体的速度和压力是不均匀分布的,根据流体动力学的基本原理,我们可以得到以下公式:\[ \frac{Dv}{Dt} = -\frac{1}{\rho} \frac{dp}{dx} + g \]这个公式描述了流体中速度的变化率与压力梯度和重力加速度的关系。
它告诉我们,流体中速度的变化受到压力梯度和重力加速度的影响。
3. 流体连续性方程。
流体的质量是守恒的,根据流体连续性方程,我们可以得到以下公式:\[ \frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot (\rho v) = 0 \]这个公式描述了流体的密度变化率与流体速度的散度的关系。
它告诉我们,流体的密度变化受到流体速度的影响。
4. 纳维-斯托克斯方程。
纳维-斯托克斯方程描述了流体的运动规律,它是流体力学中最重要的方程之一:\[ \rho \left( \frac{\partial v}{\partial t} + v \cdot \nabla v \right) = -\nabla p + \nabla \cdot \tau + \rho g \]这个方程描述了流体的加速度与压力梯度、应力张量和重力加速度的关系。
《流体力学》Ⅰ主要公式及方程式
《流体力学》Ⅰ主要公式及方程式流体力学是研究流动的力学学科,它使用了一系列的公式和方程式来描述和解释流体的运动和性质。
以下是流体力学中的一些主要公式和方程式:1.连续性方程式:连续性方程式描述了质量守恒定律,即在一个封闭的流体系统中,质量的流入量等于流出量。
连续性方程式的公式如下:∇·(ρV)=0其中,∇表示向量的散度操作符,ρ表示流体的密度,V表示流体的速度矢量。
2.动量方程式:动量方程式描述了物体所受到的力和加速度之间的关系。
对于流体力学,动量方程式可以分为欧拉方程和纳维尔-斯托克斯方程两种形式。
欧拉方程描述了无粘性流体的动量方程,其公式如下:∂V/∂t+(V·∇)V=-(1/ρ)∇p+F其中,∂V/∂t表示速度V对时间t的偏导数,·表示向量点乘,p表示压力,F表示外力。
纳维尔-斯托克斯方程描述了粘性流体的动量方程,其公式如下:∂V/∂t+(V·∇)V=-(1/ρ)∇p+μ∇²V+F其中,μ表示流体的动力黏度,∇²表示向量的拉普拉斯算子。
3.质量守恒方程:质量守恒方程描述了流体的质量守恒定律,其公式如下:∂ρ/∂t+∇·(ρV)=0其中,ρ表示流体的密度,V表示流体的速度矢量。
4.能量守恒方程:能量守恒方程描述了流体的能量守恒定律,其公式如下:∂(ρe)/∂t+∇·(ρeV)=∇·(k∇T)+Q其中,e表示流体的单位质量内部能量,T表示流体的温度,k表示热传导系数,Q表示热源。
5.状态方程:状态方程描述了流体的状态,在流体力学中常用的状态方程有理想气体状态方程和液体状态方程。
理想气体状态方程公式如下:p=ρRT其中,p表示压力,ρ表示密度,R表示气体常数,T表示温度。
以上是流体力学中的一些主要公式和方程式。
这些方程式通过数学描述和解析,可以帮助我们理解和预测流体的运动和行为,对于各种工程和科学应用都具有重要的意义。
流速与流量的计算公式
流速与流量的计算公式
流速与流量是流体力学中的两个重要概念,它们之间有着密切的联系,用计算公式可以表达出他们之间的关系。
1. 流量计算公式:
流量(Q)= 面积(A)×流速(v)
其中,流量的单位通常为立方米/秒(m³/s),流速的单位通常是米/秒(m/s)。
2. 流速计算公式:
流速(v)= 流量 / 面积(Q/A)
其中,流量的单位通常为立方米/秒(m³/s),面积的单位通常是平方米(m²)。
三、流量与压力之间的关系:
压力(P)= 压强(ρ)×流量(Q)
其中,压力的单位通常是千帕(kPa),流量的单位通常为立方米/秒(m³/s);
压强(ρ)表示的是水深大小,它的单位为米(m)。
总之,流速与流量有着千丝万缕的联系,流量可以通过面积和流速来计算,而流速可以通过流量和面积来计算;另外,压力和流量之间也有着某种内在的联系,可以通过其他参数,如压强和流量的乘积来计算压力的大小。
因此,在实际应用中,要掌握这些基本公式,作出合理的判断和推断,才能得出正确的结果。
流体力学复习要点(计算公式)
流体⼒学复习要点(计算公式)第⼀章绪论单位质量⼒:mF f B m =密度值:3mkg1000=⽔ρ,3mkg13600=⽔银ρ,3m kg29.1=空⽓ρ⽜顿内摩擦定律:剪切⼒:dy du µτ=,内摩擦⼒:dy du A T µ= 动⼒粘度:ρυµ= 完全⽓体状态⽅程:RT P =ρ压缩系数:dpd 1dp dV 1ρρκ=-=V (Nm 2)膨胀系数:TT V V Vd d 1d d 1ρρα-==(1/C ?或1/K)第⼆章流体静⼒学+流体平衡微分⽅程:01;01;01=??-=??-=??-zpz y p Y x p X ρρρ液体平衡全微分⽅程:)(zdz ydy xdx dp ++=ρ液体静⼒学基本⽅程:C =++=gpz gh p p 0ρρ或绝对压强、相对压强与真空度:a abs P P P +=;v a abs P P P P -=-= 压强单位换算:⽔银柱⽔柱m m 73610/9800012===m m N at2/1013251m N atm =注:hgPP →→ρ; P N at →→2m /98000乘以 2/98000m N P a =平⾯上的静⽔总压⼒:(1)图算法Sb P = 作⽤点e h y D+=1)()2(32121h h h h L e ++=32Le y D==(2)解析法A gh A p P c c ρ== 作⽤点Ay I y yC xc C D+= 矩形123bL I xc= 圆形644d I xc π=曲⾯上的静⽔总压⼒:x c x c x A gh A p P ρ==;gVP z ρ= 总压⼒zx P P P += 与⽔平⾯的夹⾓xz P P arctan=θ潜体和浮体的总压⼒:0=x P 排浮gV F P z ρ==第三章流体动⼒学基础质点加速度的表达式+??+??+??=??+??+??+??=+++=z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z z zy z x z z y z yy y x y y x zx y x x x xAQV Q Q Q Q Q G A====断⾯平均流速重量流量质量流量体积流量g udAm ρρ流体的运动微分⽅程:tzt y t x d du z p z d du y p Y d du x p X =-=-=-ρρρ1;1;1不可压缩流体的连续性微分⽅程:0zu y u x u z y x =??+??+??恒定元流的连续性⽅程:dQ A A ==2211d u d u 恒定总流的连续性⽅程:Q A A ==2211νν⽆粘性流体元流伯努利⽅程:g2ug p z g 2u g p z 22222111++=++ρρ粘性流体元流伯努利⽅程:w 22222111'h g2ug p z g 2u g p z +++=++ρρ恒定总流的伯努利⽅程:w2222221111h g2g p z g 2g p z +++=++ναρναρ⽓流伯努利⽅程:w 22212211P 2)()(2++=--++ρνρρρνP z z g P a 有能量输⼊或输出的伯努⼒⽅程w 2 222221111h g2g p z g 2g p z +++=±++ναρναρm H 总流的动量⽅程:()∑-=11 22Q F νβνβρ投影式-=-=-=∑∑∑)()()(112211221122z z zy y y x x x v v Q F v V Q F v v Q F ββρββρββρ动能修正系数α:11.105.1A v dAααα,⼀般,较均匀流动A动量修正系数β:105.102.1Av dAu 22=-==βββ,⼀般,较均匀流动A⽔⼒坡度dldh dl dH J w=-= 测压管⽔头线坡度dldh dl dH J wp =-=第四章流动阻⼒和⽔头损失圆管沿程⽔头损失:gv d l hf22λ=?==2g 8Re 64C λλ;紊流层流局部⽔头损失:gv h j 22ξ===-=-=-==-==0.15.015.0v v g 2v v h 1g 2v h 1g 2v h 12221j 2122222j 2211211j出⼊;管道出⼝注:管道⼊⼝)(⽤细管流速(突缩管—其余管⽤断⾯平均流速—弯管)()(,)(,突然扩⼤管ζζζζζζζA A A A A A 雷诺数:======575R e e 2300d e d e c cR R c c υνυνυνυνR R R R R ,⾮圆管,圆管流态判别??=><,流动为临界流为紊流,为层流,cc c Re Re 流动Re e 流动Re e R R 谢才公式:RJC V = 谢才系数:λgC 8=; 曼宁公式:611R nC =均匀流动⽅程式:lh gRgRJ f 0ρρτ== 圆管过流断⾯上剪应⼒分布:00ττr r =圆管层流:(1)流速分布式)r (r 4g u220-=µρJ (2)最⼤流速20max r 4g u µρJ =(3)断⾯平均流速:2u v max = (4)Re 64=λ紊流剪应⼒包括:粘性剪应⼒和附加剪应⼒,即21τττ+=,dyu d x1µτ=,yx 2u u ''-=ρτ紊流流速分布⼀般表达式:C +=Iny k1u*ν⾮圆管当量直径:)4Re ;2(42υυλR v vd g v d l h R d e e f e ==== 绕流阻⼒: A U C D D 22 0ρ=第五章孔⼝、管嘴出流和有压管流薄壁⼩孔⼝恒定出流:2gH v ?=2gH A Q µ=97.0=? 62.0==?εµ AA c=ε-0H 作⽤⽔头,⾃由出流gv H H 2200α+=,若00≈v ,HH =0;淹没出流gv gv H H H 22211210αα-+-=,若021≈≈v v ,HH H H =-=210孔⼝变⽔头出流:)(2221H H gA Ft -=µ,若02=H ,放空时间max1222Q V gA H Ft ==µ圆柱形外管嘴恒定出流:2gH v n ?=;2gH A Q n µ=;82.0==n n µ?;µµ32.1=n ;075.0H gP v =ρ简单管道:5228,d g a a alQ h H f πλ=-==⽐阻,(62/m s )串联管道:ii ni i i ni i i i ni fi l a S Q S Q l a h H i ====∑∑∑===阻抗,1 221并联管道:233322222111321,Q l a Q l a Q l a h h h f f f ==== 注:串联、并联管道有时需结合节点流量⽅程求解。
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第一章 绪论单位质量力:mF f B m =密度值:3mkg1000=水ρ,3mkg13600=水银ρ,3m kg29.1=空气ρ牛顿内摩擦定律:剪切力:dy du μτ=, 内摩擦力:dy du A T μ= 动力粘度:ρυμ= 完全气体状态方程:RTP =ρ压缩系数:dpd 1dp dV 1ρρκ=-=V (Nm 2) 膨胀系数:TT V V Vd d 1d d 1ρρα-==(1/C ︒或1/K)第二章 流体静力学+流体平衡微分方程:01;01;01=∂∂-=∂∂-=∂∂-zpz y p Y x p X ρρρ 液体平衡全微分方程:)(zdz ydy xdx dp ++=ρ液体静力学基本方程:C =++=gpz gh p p 0ρρ或 绝对压强、相对压强与真空度:a abs P P P +=;v a abs P P P P -=-= 压强单位换算:水银柱水柱m m 73610/9800012===m m N at2/1013251m N atm =注:hgPP →→ρ ; P N at →→2m /98000乘以 2/98000m N P a =平面上的静水总压力:(1)图算法Sb P = 作用点e h y D+=1)()2(32121h h h h L e ++=32Le y D==(2)解析法A gh A p P c c ρ== 作用点Ay I y yC xc C D+= 矩形123bL I xc= 圆形644d I xc π=曲面上的静水总压力:x c x c x A gh A p P ρ==;gVP z ρ= 总压力zx P P P += 与水平面的夹角xz P P arctan=θ 潜体和浮体的总压力:0=x P 排浮gV F P z ρ==第三章 流体动力学基础质点加速度的表达式⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a zu u y u u x u u t u a z z zy z x z z y z yy y x y y x zx y x x x xAQV Q Q Q Q Q G A====⎰断面平均流速重量流量质量流量体积流量g udAm ρρ流体的运动微分方程:tzt y t x d du z p z d du y p Y d du x p X =∂∂-=∂∂-=∂∂-ρρρ1;1;1不可压缩流体的连续性微分方程 :0zu y u x u z y x =∂∂+∂∂+∂∂恒定元流的连续性方程:dQ A A ==2211d u d u 恒定总流的连续性方程:Q A A ==2211νν无粘性流体元流伯努利方程:g2ug p z g 2u g p z 22222111++=++ρρ 粘性流体元流伯努利方程:w 22222111'h g2ug p z g 2u g p z +++=++ρρ恒定总流的伯努利方程:w2222221111h g2g p z g 2g p z +++=++ναρναρ气流伯努利方程:w 22212211P 2)()(2++=--++ρνρρρνP z z g P a 有能量输入或输出的伯努力方程w 2222221111h g2g p z g 2g p z +++=±++ναρναρm H 总流的动量方程:()∑-=1122Q F νβνβρ 投影式⎪⎩⎪⎨⎧-=-=-=∑∑∑)()()(112211221122z z zy y y x x x v v Q F v V Q F v v Q F ββρββρββρ动能修正系数α:11.105.1A v dAu 33=-==⎰ααα,一般,较均匀流动A动量修正系数β:105.102.1Av dAu 22=-==⎰βββ,一般,较均匀流动A水力坡度dldh dl dH J w=-= 测压管水头线坡度dldh dl dH J wp =-=第四章 流动阻力和水头损失圆管沿程水头损失:gv d l hf22λ=⎪⎭⎫ ⎝⎛==2g 8Re 64C λλ;紊流层流 局部水头损失:gv hj22ξ=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧==-=⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=-==-==0.15.015.0v v g 2v v h 1g 2v h 1g 2v h 12221j 2122222j 2211211j出入;管道出口注:管道入口)(用细管流速(突缩管—其余管用断面平均流速—弯管)()(,)(,突然扩大管ζζζζζζζA A A A A A 雷诺数:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧======575R e e 2300d e d e c cR R c c υνυνυνυνR R R R R ,非圆管,圆管 流态判别⎪⎩⎪⎨⎧=><,流动为临界流为紊流,为层流,cc c Re Re 流动Re e 流动Re e R R谢才公式:RJC V = 谢才系数:λgC8=; 曼宁公式:611R nC =均匀流动方程式:lh gRgRJ f 0ρρτ== 圆管过流断面上剪应力分布:00ττr r =圆管层流:(1)流速分布式)r (r 4g u220-=μρJ (2)最大流速20max r 4g u μρJ =(3)断面平均流速:2u v max = (4)Re 64=λ紊流剪应力包括:粘性剪应力和附加剪应力,即21τττ+=,dyu d x1μτ=,yx 2u u ''-=ρτ 紊流流速分布一般表达式:C +=Iny k1u*ν非圆管当量直径:)4Re ;2(42υυλR v vd g v d l h R d e e f e ==== 绕流阻力: A U C D D 220ρ=第五章 孔口、管嘴出流和有压管流薄壁小孔口恒定出流:2gH v ϕ=2gH A Q μ=97.0=ϕ 62.0==ϕεμ AA c=ε-0H 作用水头,自由出流gv H H 2200α+=,若00≈v ,HH =0;淹没出流gv gv H H H 22222211210αα-+-=,若021≈≈v v ,HH H H =-=210孔口变水头出流:)(2221H H gA Ft -=μ,若02=H ,放空时间max1222Q V gA H Ft ==μ圆柱形外管嘴恒定出流:2gH v n ϕ=;2gH A Q n μ=;82.0==n n μϕ;μμ32.1=n ;075.0H gP v =ρ简单管道:5228,d g a a alQ h H f πλ=-==比阻,(62/m s )串联管道:ii ni i i ni i i i ni fi l a S Q S Q l a h H i ====∑∑∑===阻抗,12121并联管道:233322222111321,Q l a Q l a Q l a h h h f f f ==== 注:串联、并联管道有时需结合节点流量方程求解。
直接水击:00),(cv p v v c pρρ=∆-=∆若突然关闭, 间接水击:clT T T cv p z2,0==∆ρ)(/101.2,/1435,29010水m N K s m c c E Kd c ⨯===+δ,第六章 明渠流动底坡: θθθtan ;sin =∆==∆=xl zi l z i很小,梯形断面几何要素:mh b B 2+=; h mh b A )(+=; 212m h b ++=χ;χA R =; αcot =m明渠均匀流基本公式: RiC V=i K Ri AC Q ==)/(3s m R AC K K =-流量模数,明渠均匀流水力计算(梯形):(1)验算输水能力i K Ri AC Q==;(2)决定渠道底坡RC A Q i 222=;(3)设计渠道断面①已知h,求b (作322353235)12())(()(m h b n h mh b n AR AC b f K +++====χ关系曲线,再查出iQ K A =时对应的b );②已知b ,求h (作322353235)12())(()(m h b n h mh b n AR AC h f K +++====χ关系曲线,再查出iQ K A =时对应的h );③已知hb =β,求b 、h (尤其是水力最优宽深比的设计);④已知[]maxv ,求b 、h (解方程组[][]22312)(,)(max max m h b hmh b i v n R h mh b v Q A +++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+==)。
水力最优断面宽深比:梯形()mm h b hh -+=⎪⎭⎫⎝⎛=212β 矩形2=⎪⎭⎫ ⎝⎛=h h h b β 任意m ,2h R h = 无压圆管过流断面几何要素: 4sin 2θα==d h ;)sin (82θθ-=d A ; θχ2d=;⎪⎭⎫ ⎝⎛-==θθχsin 14d AR水力最优充满度:;308,95.0max︒==⇒h Q θα d h 95.0= ;5.257,81.0max︒==⇒h Vθαdh 81.0=明渠流动状态判别: (1)CV⎪⎩⎪⎨⎧=><,流动为临界流为急流,为缓流,c c c V 流动V 流动V V V V i gh,g c R C V AQ V V B A V c ====或矩形 (2)rF ⎪⎩⎪⎨⎧=><,流动为临界流为急流,为缓流,1r 流动1r 流动1r F F F CV V F =r(3)Ch⎪⎩⎪⎨⎧=<>,流动为临界流为急流,为缓流,c c c h h 流动h h 流动h h 3232232g q gb Q h B A g Q c CC ααα===矩形临界流方程 (4)C i ⎪⎩⎪⎨⎧=><,均匀流为临界流,均匀流为急流,均匀流为缓流c c c i i i i i i ccc c B C g i χα2=平坡棱柱形渠道中水跃的基本方程:22221112A y gA Q A y gA Q c c +=+ 水跃函数:A y gA Q J c h +=2)( 第七章 堰流宽顶堰实用堰2302Hg mb Q s εδ= 薄壁堰⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧=-==-==47.225230343.1m 55.025.04.1m 25.005.02H Q H H Q H H g b m Q ,,三角形矩形第八章 渗流达西定律:kJ u v ==(适用范围Re ≤1-10) 裘皮衣公式:dsdHk kJ u V -===普通完全井:浸润线方程22lg 732.0r rk Q h z =- 渗流量22lg )(366.1r R h H k Q -= (s H h -=)自流完全井:水头曲线方程lg 366.0r rkt Q h z =- 渗流量0lg 732.2lg )(732.2r R ktsr R h H kt Q =-= (s H h-=)第九章 量纲分析和相似原理量纲公式:γβαT L M q =dim雷诺准则设计:若1≠υλ ,υλλλ1-=l v ,υλλλl Q =;若1=υλ,1-=l v λλ,lQ λλ=弗劳德准则设计:21l v λλ=,25lQ λλ=。