流体力学_龙天渝_绪论
流体力学龙天渝第二版课后答案
流体力学龙天渝第二版课后答案【篇一：流体力学_龙天渝_建环专业课程教案】>（建筑环境与设备工程专业）第一章绪论1．本章的教学目标及基本要求本章为绪论，涉及到流体的定义、作用在流体上的力、流体的基本物理性质和流体的力学模型。
通过本章的教学，要求学生了解流体力学在本学科及相关工程技术领域内的地位和作用，掌握流体与固体的典型区别，连续介质模型、不可压缩流体和理想流体的定义，了解流体的主要物理性质；掌握流体的受力分析方法，能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
2．本章各节教学内容（列出节名）及学时分配本章教学内容分2单元，每单元2学时? 单元1：流体力学在本学科中的地位和作用，流体的定义与特点，，作用在流体上的力;流体的惯性, 流体的粘性；习题1-1, 4? 单元2：流体的粘性，压缩性与膨胀性, 不可压缩流体和理想流体的概念，流体的连续介质模型；习题1-7，8，123．本章教学内容的重点和难点本章的重点是：本章的教学任务是让学生初步建立起流体及流体力学的基本概念，重点放在流体与固体的本质区别，描述流体的基本模型及流体的主要物理性质。
本章的难点是：熟练、正确进行受力分析；正确运用牛顿内摩擦定律分析求解液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
4. 本章教学内容的深化和拓宽：介绍不可压缩流体的概念及其工程应用意义，说明粘性的外部特性与内部特性的区别。
5．本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题；本章涉及到较多的物理基本概念，注意时刻提醒学生从最基本的物理现象出发去理解和把握物理概念，在受力分析及应用过程中注意结合以往课程的内容和知识，帮助学生逐步建立将所学知识与工程实际应用相结合的思维习惯。
教学方式以课堂教学为主。
6．本章的主要参考书目：? clayton t.crowe, donald f. elger and john a. roberson. engineering fluid mechanics. 7th ed. new york: john wiley sons,2001? vennard j k and r l street. elementary fluid mechanics. 6th ed. new york: john wiley sons,19827．本章的思考题和习题：习题1-1,4,7,8,12单元 11．教学内容：流体力学在本专业中的作用, 流体的定义，惯性、压缩性与膨胀性? 了解流体力学在学科中的地位和作用；? 明确流体的定义；? 了解流体的特点及流体的连续介质模型；? 了解流体惯性的度量方法；? 了解流体的压缩性与膨胀性的定义及数量级；? 明确不可压缩流体的概念。
重庆大学流体力学教学大纲
重庆大学流体力学教学大纲一、课程名称：流体力学二、课程代码：三、课程英文名称：FLUID MECHANICS四、课程负责人：龙天渝五、学时和学分：80学时 4.5学分六、课程性质：必修课程七、适用专业：建筑环境与设备工程八、选课对象：本科生九、预修课程：高等数学 工程力学十、使用教材：龙天渝、蔡增基编.流体力学.中国建筑工业出版社，2004十一、参考书目：李玉柱编..工程流体力学（上、下册）.清华大学出版社，2007屠大燕编.流体力学与流体机械.中国建筑工业出版社，1999刘鹤年编.水力学.中国建筑工业出版社，1999Clayton T.Crowe, et al. Engineering Fluid Mechanics. 7th ed. New York: John Wiley & Sons,2001十二、开课单位：城市与环境工程学院十三、课程的目的和任务：本课程是建筑环境与设备工程专业的一门主要的技术基础课。
它的主要任务是通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生掌握流体运动的基本概念、基本原理、基本计算方法；培养学生分析、解决问题的能力和实验技能，为学习后继课程，从事工程技术工作，科学研究以及开拓新技术领域，打下坚实的基础。
十四、课程的基本要求：1.绪论了解本课程在专业及工程中的应用，理解作用在流体上的力，理解流体主要物理性质，特别是粘性和牛顿内摩擦定律，理解连续介质、不可压缩流体及理想流体的概念。
2.流体静力学理解静压强的特性，掌握静力学基本方程、等压面以及液体中压强的计算、测量与表示方法，掌握总压力的计算方法，理解液体的相对平衡。
3.一元流体动力学基础理解描述流体运动的两种方法，理解流动类型和流束与总流等相关概念，掌握总流连续性方程、能量方程和动量方程及其应用。
4.流动阻力和能量损失掌握粘性流体的两种流态及判别准则，理解圆管层流的运动规律，理解紊流特性、处理方法和紊流切应力，理解沿程能量损失的成因和阻力系数的变化规律，掌握沿程能量损失的计算方法，理解局部能量损失的成因，掌握局部能量损失的计算方法。
流体力学_龙天渝_绪论
第一章绪论一、学习导引1.主要概念质量力，表面力，粘性，粘滞力，压缩系数，热障系数。
注：（1）绝大多数流动问题中质量力仅是重力。
其单位质量力F在直角坐标系内习惯选取为：F =（0，0，－g）（2）粘性时流动介质自身的物理属性，而粘滞力是流体在产生剪切流动时该属性的表现。
2.主要公式牛顿剪切公式：或二、难点分析1.用欧拉观点描述流体流动，在对控制体内流体进行表面力受力分析时，应包括所有各个可能的表面的受力。
这些表面可能是自由面或与周围流体或面壁的接触面。
2.牛顿剪切公式反映的应力与变形率的关系仅仅在牛顿流体作所谓的纯剪切运动时才成立，对于一般的流动则是广义牛顿公式。
三、习题详解例1-1. 一底面积为40cm×45cm，高1cm的木块，质量为5kg，沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动。
已知速度v=1/s，δ=1mm，求润滑油的动力粘滞系数。
解：设木块所受的摩擦力为T。
∵木块均匀下滑,∴T - Gsinα=0T=Gsinα=5×9.8×5/13=18.8N又有牛顿剪切公式得：μ=Tδ/(Av)=18.8×0.001/(0.40×0.45×1)=0.105Pa·S例1-2. 一圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转，椎体与固定壁间的距离δ=1mm，全部为润滑油（μ=0.1Pa·S）充满。
当旋角速度ω=16s-1, 椎体底部半径R=0.3m，高H=0.5m时，求作用于圆锥的阻力矩。
解：设圆锥体表面微元圆台表面积为ds，所受切应力为dT，阻力矩为dM。
ds=2πr(H2+R2)1/2dh由牛顿剪切公式：dT=μ×ds×du/dy=μ×ds×ωr/δdM=dT×rr=Rh/H圆锥体所受阻力矩M：M==0.5(πμω/δ) (H2+R2)1/2 R3=0.5π×0.1×16/0.001×(0.52+0.32)1/2×0.33=39.6N·m。
(完整版)流体力学 第一章 流体力学绪论
第一章绪论§1—１流体力学及其任务1、流体力学的任务：研究流体的宏观平衡、宏观机械运动规律及其在工程实际中的应用的一门学科。
研究对象：流体,包括液体和气体。
2、流体力学定义：研究流体平衡和运动的力学规律、流体与固体之间的相互作用及其在工程技术中的应用.3、研究对象：流体(包括气体和液体）。
4、特性：•流动(flow)性，流体在一个微小的剪切力作用下能够连续不断地变形,只有在外力停止作用后,变形才能停止。
•液体具有自由（free surface）表面，不能承受拉力承受剪切力（ shear stress)。
•气体不能承受拉力,静止时不能承受剪切力，具有明显的压缩性，不具有一定的体积，可充满整个容器。
流体作为物质的一种基本形态，必须遵循自然界一切物质运动的普遍，如牛顿的力学定律、质量守恒定律和能量守恒定律等。
5、易流动性：处于静止状态的流体不能承受剪切力,即使在很小的剪切力的作用下也将发生连续不断的变形,直到剪切力消失为止。
这也是它便于用管道进行输送，适宜于做供热、制冷等工作介质的主要原因.流体也不能承受拉力，它只能承受压力.利用蒸汽压力推动气轮机来发电，利用液压、气压传动各种机械等,都是流体抗压能力和易流动性的应用.没有固定的形状，取决于约束边界形状，不同的边界必将产生不同的流动。
6、流体的连续介质模型流体微团——是使流体具有宏观特性的允许的最小体积。
这样的微团，称为流体质点。
流体微团：宏观上足够大,微观上足够小。
流体的连续介质模型为:流体是由连续分布的流体质点所组成，每一空间点都被确定的流体质点所占据,其中没有间隙，流体的任一物理量可以表达成空间坐标及时间的连续函数，而且是单值连续可微函数。
7流体力学应用:航空、造船、机械、冶金、建筑、水利、化工、石油输送、环境保护、交通运输等等也都遇到不少流体力学问题。
例如,结构工程:钢结构，钢混结构等.船舶结构；梁结构等要考虑风致振动以及水动力问题；海洋工程如石油钻井平台防波堤受到的外力除了风的作用力还有波浪、潮夕的作用力等，高层建筑的设计要考虑抗风能力;船闸的设计直接与水动力有关等等。
流体力学B 教学大纲
流体力学B一、课程说明课程编号：120712X10课程名称：流体力学B/Fluid Mechanics B课程类别：公共基础课学时/学分：48/3（其中：实验学时6）先修课程：理论力学、材料力学（或工程力学）适用专业：矿物加工工程等专业教材：流体力学，王英、主编，中南大学出版社，2015（第1版）教学参考书：1. 应用流体力学，毛根海主编，高等教育出版社，2006（第1版）2. 流体力学（第二版），龙天渝、蔡增基主编，中国建筑工业出版社，20133. Fluid Mechanics (Fifth Edition)（影印版），Frank M. White，清华大学出版社，2005二、课程设置的目的意义流体力学是力学的一个分支，是一门研究流体静止和运动的力学规律，及其在工程技术中应用的课程。
它既有力学学科的系统性和完整性，又有鲜明的工程、专业应用特点。
课程设置的目的是通过这门课程的各种教学环节，使学生掌握流体在静止和运动状态下的力学规律及其基础理论、进行流体力学计算的基本方法和流体力学实验的基本操作技能，为学好专业课程和以后从事专业工作中解决有关流体力学问题及进一步钻研打下必要的基础。
三、课程的基本要求知识：掌握流体的主要物理性质，流体静压强的分布规律，连续性方程、能量方程、动量方程及其应用，损失计算方法，孔口和管嘴出流、管路的流量计算，明渠流特性及其流态判别方法，渗流基本定律，相似准则及量纲分析法等知识。
学会根据流体的运动特性建立相应的三大基本方程，并联立求解，同时结合损失计算方法，形成划定研究对象-对研究流体列写相关方程-确定相关参数的基本计算框架；学会利用相似原理和量纲分析法建立实验模型并拟合出相关公式。
能力：针对不同流体特性，具备建立相应流体研究模型的能力；掌握流体静压强分布规律，针对实际案例绘制出受压图形，提高分析受力的能力；通过三大方程的学习，将其推广应用于解决实际工程案例问题；在对典型工程问题的讨论中培养创新意识，提高分析、研究和解决问题的能力；在试验中提高动手能力，建立试验模型并根据实验结果探究分析实验现象的能力。
流体力学第二版龙天渝课后答案
流体力学第二版龙天渝课后答案【篇一：流体力学_龙天渝_建环专业课程教案】>（建筑环境与设备工程专业）第一章绪论1．本章的教学目标及基本要求本章为绪论，涉及到流体的定义、作用在流体上的力、流体的基本物理性质和流体的力学模型。
通过本章的教学，要求学生了解流体力学在本学科及相关工程技术领域内的地位和作用，掌握流体与固体的典型区别，连续介质模型、不可压缩流体和理想流体的定义，了解流体的主要物理性质；掌握流体的受力分析方法，能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
2．本章各节教学内容（列出节名）及学时分配本章教学内容分2单元，每单元2学时? 单元1：流体力学在本学科中的地位和作用，流体的定义与特点，，作用在流体上的力;流体的惯性, 流体的粘性；习题1-1, 4? 单元2：流体的粘性，压缩性与膨胀性, 不可压缩流体和理想流体的概念，流体的连续介质模型；习题1-7，8，123．本章教学内容的重点和难点本章的重点是：本章的教学任务是让学生初步建立起流体及流体力学的基本概念，重点放在流体与固体的本质区别，描述流体的基本模型及流体的主要物理性质。
本章的难点是：熟练、正确进行受力分析；正确运用牛顿内摩擦定律分析求解液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
4. 本章教学内容的深化和拓宽：介绍不可压缩流体的概念及其工程应用意义，说明粘性的外部特性与内部特性的区别。
5．本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题；本章涉及到较多的物理基本概念，注意时刻提醒学生从最基本的物理现象出发去理解和把握物理概念，在受力分析及应用过程中注意结合以往课程的内容和知识，帮助学生逐步建立将所学知识与工程实际应用相结合的思维习惯。
教学方式以课堂教学为主。
6．本章的主要参考书目：? clayton t.crowe, donald f. elger and john a. roberson. engineering fluid mechanics. 7th ed. new york: john wiley sons,2001? vennard j k and r l street. elementary fluid mechanics. 6th ed. new york: john wiley sons,19827．本章的思考题和习题：习题1-1,4,7,8,12单元 11．教学内容：流体力学在本专业中的作用, 流体的定义，惯性、压缩性与膨胀性? 了解流体力学在学科中的地位和作用；? 明确流体的定义；? 了解流体的特点及流体的连续介质模型；? 了解流体惯性的度量方法；? 了解流体的压缩性与膨胀性的定义及数量级；? 明确不可压缩流体的概念。
流体力学_龙天渝_流动阻力和能量损失
（2）光滑黄铜管的沿程水头损失
在Re<105时可用布拉修斯公式:
由图4-11和莫迪图可得出一致的结果.
(3)K=0.15mm工业管道的水头损失 根据Re=80000，K/d=0.15mm/100mm=0.0015，由莫迪图得 0.024。
第七节 非圆管的沿程损失
非圆管的沿程损失一般用到当量直径计算。 水力半径为过流断面面积A和湿周 之比。
（ b） （ c） 图4-2 由紊流变为层流的临界流速 小于由层流转变为紊流的临界 流速 。称 为上临界流速， 为下临界流速。上临界流速 不稳定,下临界流速稳定,一般的临界流速指的是下临界流速。
（ a）
流态的判别标准——临界雷诺数
பைடு நூலகம்
流动状态不仅和流速v有关，还和管径d、流体的动力黏度 和密度 有关，用一无因次数Re表示，称雷诺数：
式（4-30） 和式（4-32）都是半经验公式，还有两个应用 广泛的经验公式，光滑区的布拉休斯公式：
上式适用于Re<105的情况。还有粗糙区的希弗林松公式：
紊流过渡区和柯列勃洛克公式 柯列勃洛克根据大量的工业管道试验资料，整理出工业管道 过渡区曲线，并提出该曲线的方程：
K为工业管道的当量粗糙粒高度，可查4-1。该式为尼古拉兹 光滑区公式和粗糙区公式的机械组合。为简化计算，莫迪以 柯氏公式为基础绘制出反映Re、K/d和 对应关系的莫迪图， 在该图上可根据Re和K/d直接查出 。 此外，还有一些人为简化计算，在柯氏公式的基础上提出了
[例4-11]某钢板制风道，断面尺寸为400mm×200mm，管长 80m。管内平均流速v=10m/s。空气温度t=20℃，求压强损失 pf。 [解]（1）当量直径
（2）求Re。查表，t=20 ℃时， =15.7×10-6m2/s
流体力学课后习题答案龙天渝
在水管出口中心a点与盘中心b点立元流能量方程，并用v1代替ua，有：
【篇三：流体力学_龙天渝_流体静力学】
一、学习导引
=
，?y
=
，?z
=
(2-1)
(2)压强微分
质量力只有重力的条件下，液体的位置水头与压强水头之和等于常数，即
+
=（2-4）
式中，为液体的重度。如果液面的压强为
=
+
，
方向的投影面积；
的形心的淹没深度；是压力体的体积。
4、浮体的稳定性
设表示定倾半径，表示偏心距，它等于浮体平衡时，重心与浮心的距离，浮体的平衡有三种情况：
稳定平衡
=随遇平衡
不稳定平衡定倾半径的定义是
（2-9）
式中，是浮体被淹没的体积；是浮面对其转轴的面积惯性矩。
二、难点分析
1.通器内不同液体的压强传递
式中，
；
为左侧（上部）液体的总压力，
为左侧
为
（上部）液体的压力中心；为右侧（下部）液体的总压力，
右侧（下部）液体的压力中心。如图2-2（c）所示。
3.复杂曲面的பைடு நூலகம்力体
压力体是物体表面与液面或液面的延伸面以及铅垂面所围合的空间体积。压力体内不一定有液体。正确地识别压力体，可以使铅垂方向的总压力的计算得到简化。
22求流线方程并画出若干条流线。（x+y=c）
3-15已知平面流动的速度场为u=（4y－6x）ti+（6y－9x）tj。求t=1时的流线方程并绘出x=0至x=4区间穿过x轴的4条流线图形。（1.5x-y=c）
3-16水管的半径r0=30mm，流量q=401l/s，已知过流断面上的流速分布为u=umax（y/r0）1/7。式中：umax是断面中心点的最大流速，y为距管壁的距离。试求：
流体力学_龙天渝_明渠流动.
第六章明渠流动一、学习引导1、明渠流的特点1）、明渠流：具有自由液面的流动，也称无压流。
如：天然河道、人工渠道，未充满或刚充满的无压圆管流。
明渠流特点：①表面各点均受大气压强作用，相对压强p为零。
②依靠重力产生运动，也称重力流，节省能量，工程中广泛使用。
③表面不受约束，易受降雨，各种建筑物修建的影响。
明渠的均匀流：作均匀流动的明渠流。
明渠各过流断面A的形状，大小沿程不变，平均流速v与点流速分布u沿程不变的明渠流动。
2）、明渠流的分类：①按时间分：明渠恒定流：作恒定流动的明渠流明渠非恒定流：作非恒定流动的明渠流。
②按流线分：明渠均匀流：作均匀流动明渠非均匀流：作非均匀流动③按渠道断面形状、尺寸是否沿程变化分：棱柱体渠道：渠道断面形状、尺寸沿程不变的长直渠道，即A=f(h)非棱柱体渠道：渠道断面形状、尺寸沿程变化的渠道，即A=f(s,h)④按渠道断面形状分：规则断面渠道：断面上各水力要素（A,x,R,c）均为水深的连续函数。
断面形式有：不规则断面渠道：断面上各水力要素（A,x,R,c）不为水深的连续函数。
⑤按渠道底坡分：顺坡渠道：i>0渠底高程沿程降低平坡渠道：i =0渠底高程沿程不变逆坡渠道：i<0渠底高程沿程升高。
底坡：渠道纵剖面图上，渠底线与水平线交角θ的正弦。
2．明渠均匀流的特性及产生条件1）明渠均匀流的特性明渠均匀流是指断面形状、大小、平均流速、流速分布沿程不变的流动。
明渠均匀流的特性为：i = J = J z即：明渠均匀流中，底坡，水力坡度，水面坡度相等。
2）发生的条件：①恒定的流动，Q不变；②长直的棱柱体渠道；③渠道粗糙系数n沿程不变；④顺坡i>0渠道；⑤距渠道进口一定距离以后。
总结：明渠均匀流只能发生在：恒定的，n、i沿程不变的长直顺坡棱柱体渠道，起始段以后的区域。
3、明渠均匀流的计算公式1）谢才公式：2）曼宁公式：曼宁公式：此公式为经验公式，左右量纲不一致，但大量实验测定，其计算结果比较符合实际工程，因而得到广泛应用。
流体力学C机讲义
1.1定义：在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的 物质，称为流体。
1.2特征：易流动性。 由此可用各种方法和容器输送，压力向各个方向传递。
10/6/2019
4
2. 液体与气体的区别 液体的流动性小于气体； 液体具有一定的体积，并取容器的形状； 气体充满任
何容器，而无一定体积。
流体和固体具有上述不同性质是由于分子间的作用力不同造成的。在相同体积的固体和流体中，流 体所含的分子数目比固体少得多，分子间的空隙就大得多，因此流体分子间的作用力小，分子运动强烈， 从而决定了流体具有流动性和不能保持一定形状的特性。 流体中所包括的液体和气体除具有上述共同 特性外，还具有如下的不同特性：液体的分子距和分子的有效直径差不多是相等的，当对液体加压时， 只要分子距稍有缩小，分子间的斥力就会增大以抵抗外压力。所以，液体的分子距很难缩小，即液体很 不易被压缩，以致一定重量的液体具有一定的体积，液体的形状取决于容器的形状，并且由于分子间吸 引力的作用，液体有力求自身表面积收缩到最小的特性。所以，当容器的容积大于液体的体积时，液体 不能充满容器，故在重力的作用下，液体总保持一个自由表面(或称自由液面)，通常称为水平面。
气体，其密度与温度和压强的关系可用热力学中的状态方程
流体力学_龙天渝_明渠流动
第六章明渠流动一、学习引导1、明渠流的特点1）、明渠流：具有自由液面的流动，也称无压流。
如：天然河道、人工渠道，未充满或刚充满的无压圆管流。
明渠流特点：①表面各点均受大气压强作用，相对压强p为零。
②依靠重力产生运动，也称重力流，节省能量，工程中广泛使用。
③表面不受约束，易受降雨，各种建筑物修建的影响。
明渠的均匀流：作均匀流动的明渠流。
明渠各过流断面A的形状，大小沿程不变，平均流速v与点流速分布u沿程不变的明渠流动。
2）、明渠流的分类：①按时间分：明渠恒定流：作恒定流动的明渠流明渠非恒定流：作非恒定流动的明渠流。
②按流线分：明渠均匀流：作均匀流动明渠非均匀流：作非均匀流动③按渠道断面形状、尺寸是否沿程变化分：棱柱体渠道：渠道断面形状、尺寸沿程不变的长直渠道，即A=f(h)非棱柱体渠道：渠道断面形状、尺寸沿程变化的渠道，即A=f(s,h)④按渠道断面形状分：规则断面渠道：断面上各水力要素（A,x,R,c）均为水深的连续函数。
断面形式有：不规则断面渠道：断面上各水力要素（A,x,R,c）不为水深的连续函数。
⑤按渠道底坡分：顺坡渠道：i>0渠底高程沿程降低平坡渠道：i =0渠底高程沿程不变逆坡渠道：i<0渠底高程沿程升高。
底坡：渠道纵剖面图上，渠底线与水平线交角θ的正弦。
2．明渠均匀流的特性及产生条件1）明渠均匀流的特性明渠均匀流是指断面形状、大小、平均流速、流速分布沿程不变的流动。
明渠均匀流的特性为：i = J = J z即：明渠均匀流中，底坡，水力坡度，水面坡度相等。
2）发生的条件：①恒定的流动，Q不变；②长直的棱柱体渠道；③渠道粗糙系数n沿程不变；④顺坡i>0渠道；⑤距渠道进口一定距离以后。
总结：明渠均匀流只能发生在：恒定的，n、i沿程不变的长直顺坡棱柱体渠道，起始段以后的区域。
3、明渠均匀流的计算公式1）谢才公式：2）曼宁公式：曼宁公式：此公式为经验公式，左右量纲不一致，但大量实验测定，其计算结果比较符合实际工程，因而得到广泛应用。
流体力学龙天渝相似性原理和因次分析
平 均 流 速 v ：d i m v = L T 1
密 度 ： d im = M L -3
用 未 知 指 数 写 出 无 因 次 参 数 i i ：1 n - m 7 3 4 :
u x
u z x
u y
u z y
u z
u z z
1 Fr
Eu
p z
1 Re
2 u z x 2
2 u z y 2
2 u z z 2
相似理论的第一定理表明：两个相似的现象，它们的同名相 似准数必定相等，即相同名称的相似准数相等。 相似理论的第二定理阐明：由定性物理量组成的相似准数， 相互间存在着函数关系。在考虑不可压缩流体流动的动力相 似时，决定流动平衡的四种力，黏滞力、压力、重力和惯性 力并非都是独立的，根据力的平行四边行法则，其中必有一 力是被动的其中必有一力是被动的，只要三个力分别相似， 则第四个力必然相似。 相似理论的第三定理告诉我们：两个现象相似的充分必要条 件除了由基本规律导得的相似准数相等外，还包括单值性条 件相似。所谓单值性条件是指把某一现象从无数个同类现象 中区分开来的条件。单值性条件相似包括包括几何相似，边 界条件和初始条件相似，以及由单值性条件所导出的相似准 数相等。
风速。
解 （ 1 ） 模 型 尺 寸
由 于 1 5， 模 型 长 为
30m 5
6m， 模 型 宽 为
15m 5
3m， 模 型 高
10m 5
风 口 直 径 0 .6 m 0 .1 2 m 5
（ 2） 模 型 出 口 风 速
09流体力学C课件
物质常见的存在状态是固态、液态和气态，处在这三种 状态下的物质分别称为固体、液体和气体。
通常说能流动的物质为流体，由于液体和气体易流动， 统称为流体。
流体与固体的根本区别在于对外力的抵抗能力不同。固 体能够承受一定范围内的各种力，固体的变形与受力的大小 成正比。而流体几乎不能承受拉力，流体在任意小的剪切力 作用下，将发生连续不断地变形，剪切力消失，变形停止。
1.1定义：在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的 物质，称为流体。
1.2特征：易流动性。 由此可用各种方法和容器输送，压力向各个方向传递。
8/2/2019
4
2. 液体与气体的区别 液体的流动性小于气体； 液体具有一定的体积，并取容器的形状； 气体充满任
何容器，而无一定体积。
流体和固体具有上述不同性质是由于分子间的作用力不同造成的。在相同体积的固体和流体中，流 体所含的分子数目比固体少得多，分子间的空隙就大得多，因此流体分子间的作用力小，分子运动强烈， 从而决定了流体具有流动性和不能保持一定形状的特性。 流体中所包括的液体和气体除具有上述共同 特性外，还具有如下的不同特性：液体的分子距和分子的有效直径差不多是相等的，当对液体加压时， 只要分子距稍有缩小，分子间的斥力就会增大以抵抗外压力。所以，液体的分子距很难缩小，即液体很 不易被压缩，以致一定重量的液体具有一定的体积，液体的形状取决于容器的形状，并且由于分子间吸 引力的作用，液体有力求自身表面积收缩到最小的特性。所以，当容器的容积大于液体的体积时，液体 不能充满容器，故在重力的作用下，液体总保持一个自由表面(或称自由液面)，通常称为水平面。
动 力 黏 度 104
（ P a·s） 10.1 10.6 — 11.6 6.5 9.7 —
流体力学_龙天渝_流动阻力、能量损失、孔口、管嘴与有压管流
第四章流动阻力、能量损失、孔口、管嘴与有压管流一、学习引导1.流动阻力与水头损失的两种型式：流体通过的边界不同，产生的阻力不同，流动阻力分为沿程阻力与局部阻力。
同样，克服这些阻力产生的能量损失也分为沿程水头损失与局部水头损失。
1）流动阻力沿程阻力：流体边界几何形状沿程不变，均匀分布在流程上的阻力称沿程阻力局部阻力：流体边界发生突变，集中分布在突变处的阻力，如转弯、阀门、进出口、突扩。
2）能量损失沿程水头损失：克服沿程阻力产生的能量损失，h f。
局部水头损失：克服局部阻力产生的能量损失h j。
2.流体的两种流动型态——层流和紊流1）层流与紊流层流：流体质点有条不紊，互不混掺的流动。
紊流：流体质点互相混掺的流动。
2）层流与紊流的判别标准层流与紊流的判别标准为临界雷诺数。
从层流到紊流时为上临界雷诺数，从紊流到层流时为下临界雷诺数。
上临界雷诺数不稳定，通常取下临界雷诺数作为层流与紊流的判别标准圆管流：ek R=2000 Re>2000紊流 Re<2000层流明渠流：ek R=500 Re>500 紊流 Re<500层流圆管流雷诺数：νυd ⋅=Re明渠流雷诺数：νυR ⋅=Re水力半径的计算： X A R =3.均匀流基本方程与沿程水头损失 1）均匀流基本方程RJ γτ=0适用范围：在压管流动，明渠流动。
圆管流中：2rJγτ=200Jr γτ=有： 00r r =ττ00r r ττ= 恒定均匀流中，有压管流的过流断面上切应力成线性分布，中心处τ最小，为零；边壁上τ最大，τ=0τ2）沿程水头损失的计算公式达西公式：圆管流中：g d l h f 22υλ⨯⨯= 明渠流动：g R l h f 242υλ⨯⨯= 达西公式适用：有压管流、明渠流， 层流 、紊流 4.圆管中的层流运动1）流速分布圆管中的层流运动流速分布为一个旋转抛物面：μγ4)(20r r J u -=最大流速位于圆管中心：r=0 ，μγ420m axJr u =平均流速：max22021328u Jd Jr ===μγμγυ2）动能修正系数与动量修正数 动能修正系数：2=α 动量修正数：33.1=β 5.紊流运动的特征和紊流阻力1）紊流运动的特征紊流运动最大的特点是具有脉动性与时均性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章绪论
复习思考题
1.试从力学分析的角度,比较流体与固体对外力抵抗能力的差别。
2.何谓连续介质模型？为了研究流体机械运动的规律，说明引用连续介质模型的必要性
和可行性。
3.按作用方式的不同，以下作用力：压力、重力、引力、摩擦力、惯性力哪些是表面力？
哪些是质量力？
4.为什么说流体运动的摩擦阻力是内摩擦阻力？它与固体运动的摩擦和有何不同？
5.液体和气体的粘度随温度变化的趋向是否相同？为什么？
6.怎样表示液体的压缩性和膨胀性？
7.理想流体、不可压缩流体的特点是什么？
习题
选择题（单选）
1-1按连续介质的概念,液体质点是指（）：
（a）液体的分子;
（b）液体内的固体颗粒；
（c）几何的点；
（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。
1-2作用于流体的质量力包括（）：
（a）压力；
（b）摩擦阻力；
（c）重力；
（d）表面张力。
1-3比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受单位质量力Ｚ水和Ｚ汞的大小（）：（a）Ｚ水﹤Ｚ汞;
（b）Ｚ水=Ｚ汞;
（c）Ｚ水﹥Ｚ汞;
（d）不定。
1-4单位质量力的国际单位是（）：
（a）Ｎ；
（b）Ｐa
（c）N/kg;
（d）m/s2。
1-5与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是（）：
（a）切应力和压强；
（b）切应力和剪切变形速度；
（c）切应力和剪切变形；
（d）切应力和流速。
1-6水的动力粘度随温度的升高（）：
（a）增大；
（b）减小；
（c）不变；
（d）不定。
1-7流体运动粘度的国际单位是（）：
（a）m2/s;
（b）N/m2;
（c）kg/m;
（d）N．s/m2。
1-8理想流体的特征是（）：
（a）粘度是常数；
（b）不可压缩；
（c）无粘性；
（d）符合PV=RT。
1-9当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为（）：
（a）1/20000；
（b）1/10000；
（c）1/4000；
（d）1/2000。
计算题：
1-10水的密度为1000kg/m3,2L（升）水的质量和重量是多少？（2kg，19.6N）
1-11 500L 水银的质量是6795kg，水银的密度是多少？（13590kg／m3）
1-12体积为0.5m3的油料，重量为4410N，试求该油料的密度是多少？（900kg／m3）1-13某液体的[动力]粘度为0.005Pa．s，其密度为850kg/m3,试求其运动粘度。
（5.88×10-6m2／s）
1-14有一底面积为60cm×40cm的木板，质量为5kg，沿一与水平面成20°角的斜面下滑，求油的动力粘度。
（0.05Pa·S）
1-15 为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。
已知导线直径0.9mm，长度20mm，涂料的粘度=0.02Pa．s。
若导线以速率50m/s拉过模具，试求所需牵拉力。
（1.ON）
1-16图示为一转筒粘度计，它由内外两同心圆组成，外筒以角速度n r/min转动通过两筒间的液体将力矩传至内筒。
内筒挂在一金属丝下，该丝所受扭矩M可由其转角来测定。
若两筒间的间隙，底部对内筒的影响不计。
试证明动力粘度的计算公式为。
1-17一圆锥体绕其中心轴作等角速度7旋转。
锥体与固定壁面间的距离
=1mm，用的润滑油充满间隙。
锥体半径R=0.3m，高H=0.5m。
求作用于圆锥体的阻力矩。
（39.5N·m）
1-18活塞加压，缸体内液体的压强为0.1MPa时，体积为1000cm3，压强为10MPa时，体积为995cm3。
试求液体的体积模量。
（1.98×109N／m。
）
1-19图示为压力表校正器。
器内充满压缩系数为的油液，器内压强为105Pa时，油液的体积为20ml。
现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm，丝杆螺距为2mm，当压强升高至20MPa时，问需将手轮摇多少转？（≈12转）1-20图示为一水暧系统，为了防止水温升高进体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。
若系统内水的总体积为8m3,加温前后温差为50℃，在其温度范围内水的膨胀系数℃。
求膨胀水箱的最小容积。
（200l）
1-21汽车上路时，轮胎内空气温度为20℃，绝对压强为395KPa。
行驶后，轮胎内空气
温度上升到50℃，求这时的压强。
（435.44kPa）。