流体力学知识点总结汇总
(完整版)流体力学重点概念总结
第一章绪论表面力:又称面积力,是毗邻流体或其它物体,作用在隔离体表面上的直接施加的接触力。
它的大小与作用面积成比例。
剪力、拉力、压力质量力:是指作用于隔离体内每一流体质点上的力,它的大小与质量成正比。
重力、惯性力流体的平衡或机械运动取决于:1.流体本身的物理性质(内因)2.作用在流体上的力(外因)流体的主要物理性质:密度:是指单位体积流体的质量。
单位:kg/m3 。
重度:指单位体积流体的重量。
单位: N/m3 。
流体的密度、重度均随压力和温度而变化。
流体的流动性:流体具有易流动性,不能维持自身的形状,即流体的形状就是容器的形状。
静止流体几乎不能抵抗任何微小的拉力和剪切力,仅能抵抗压力。
流体的粘滞性:即在运动的状态下,流体所产生的阻抗剪切变形的能力。
流体的流动性是受粘滞性制约的,流体的粘滞性越强,易流动性就越差。
任何一种流体都具有粘滞性。
牛顿通过著名的平板实验,说明了流体的粘滞性,提出了牛顿内摩擦定律。
τ=μ(du/dy)τ只与流体的性质有关,与接触面上的压力无关。
动力粘度μ:反映流体粘滞性大小的系数,单位:N•s/m2运动粘度ν:ν=μ/ρ第二章流体静力学流体静压强具有特性1.流体静压强既然是一个压应力,它的方向必然总是沿着作用面的内法线方向,即垂直于作用面,并指向作用面。
2.静止流体中任一点上流体静压强的大小与其作用面的方位无关,即同一点上各方向的静压强大小均相等。
静力学基本方程: P=Po+pgh等压面:压强相等的空间点构成的面绝对压强:以无气体分子存在的完全真空为基准起算的压强 Pabs相对压强:以当地大气压为基准起算的压强 PP=Pabs—Pa(当地大气压)真空度:绝对压强不足当地大气压的差值,即相对压强的负值 PvPv=Pa-Pabs= -P测压管水头:是单位重量液体具有的总势能基本问题:1、求流体内某点的压强值:p = p0 +γh;2、求压强差:p – p0 = γh ;3、求液位高:h = (p - p0)/γ平面上的净水总压力:潜没于液体中的任意形状平面的总静水压力P,大小等于受压面面积A与其形心点的静压强pc之积。
(完整版)流体力学知识点总结汇总
流体力学知识点总结 第一章 绪论1 液体和气体统称为流体,流体的基本特性是具有流动性,只要剪应力存在流动就持续进行,流体在静止时不能承受剪应力。
2 流体连续介质假设:把流体当做是由密集质点构成的,内部无空隙的连续体来研究。
3 流体力学的研究方法:理论、数值、实验。
4 作用于流体上面的力(1)表面力:通过直接接触,作用于所取流体表面的力。
作用于A 上的平均压应力作用于A 上的平均剪应力应力法向应力切向应力(2)质量力:作用在所取流体体积内每个质点上的力,力的大小与流体的质量成比例。
(常见的质量力:重力、惯性力、非惯性力、离心力)单位为5 流体的主要物理性质 (1) 惯性:物体保持原有运动状态的性质。
质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。
常见的密度(在一个标准大气压下): 4℃时的水20℃时的空气(2) 粘性ΔFΔPΔTAΔAVτ法向应力周围流体作用的表面力切向应力A P p ∆∆=A T ∆∆=τAF A ∆∆=→∆lim 0δAPp A A ∆∆=→∆lim 0为A 点压应力,即A 点的压强 ATA ∆∆=→∆lim 0τ 为A 点的剪应力应力的单位是帕斯卡(pa ),1pa=1N/㎡,表面力具有传递性。
B Ff m =2m s 3/1000mkg =ρ3/2.1mkg =ρ牛顿内摩擦定律: 流体运动时,相邻流层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。
即以应力表示τ—粘性切应力,是单位面积上的内摩擦力。
由图可知—— 速度梯度,剪切应变率(剪切变形速度) 粘度μ是比例系数,称为动力黏度,单位“pa ·s ”。
动力黏度是流体黏性大小的度量,μ值越大,流体越粘,流动性越差。
运动粘度 单位:m2/s 同加速度的单位说明:1)气体的粘度不受压强影响,液体的粘度受压强影响也很小。
2)液体 T ↑ μ↓ 气体 T ↑ μ↑ 无黏性流体无粘性流体,是指无粘性即μ=0的液体。
无粘性液体实际上是不存在的,它只是一种对物性简化的力学模型。
流体知识点总结
流体知识点总结一、流体的基本性质1. 流体的定义和分类流体是指物质的一种状态,不固定的形状和体积,能够流动。
根据流体的粘性和压缩性,流体可分为理想流体和真实流体两大类。
理想流体是一种没有黏性和压缩性的流体,其运动规律可以用欧拉方程描述,而真实流体具有一定的粘性和压缩性,其运动规律则需用纳维-斯托克斯方程描述。
2. 流体的密度和压强流体的密度是指单位体积内的质量,通常用ρ表示。
流体的压强是指单位面积上的力,通常用p表示。
密度和压强是描述流体基本性质的重要参数,它们与流体的运动和压力有着密切的关系。
3. 流体的黏性和运动流体的黏性是指其内部分子间存在的摩擦力,使得流体在运动时具有阻力。
黏性是影响流体流动的一个重要因素,它使得流体在流动时会出现一些特有的现象,如粘滞流动、湍流等。
流体的运动规律受到黏性的影响,需要用纳维-斯托克斯方程来描述。
二、流体静力学1. 流场及其描述流场是指流体中任意空间中各点速度和密度的分布状态,可以分为定常流场和非定常流场。
描述流场的方法通常有拉格朗日描述和欧拉描述两种。
2. 流体的静力学平衡流体的静力学平衡是指在无外力作用时,流体处于静止状态的平衡规律。
根据流体受力的性质,静力学平衡可以分为流体的静平衡、压强平衡和重力平衡。
3. 流场的描述方法欧拉描述和拉格朗日描述是流体静力学研究的两种基本方法。
欧拉描述是以空间任意一点作为参照系来描述流体状态和运动规律,而拉格朗日描述则是以流体质点为参照系来描述流体运动。
三、流体动力学1. 流体的运动规律根据流体的运动性质,流体运动可以分为层流和湍流两种。
层流是指流体在运动中,各层流体分层并按某种规律运动的现象,而湍流则指流体在运动中乱七八糟、无规律的运动现象。
2. 流体的动能和动量流体的动能是指流体由于运动而具有的能量,通常用K表示,而流体的动量则是指流体在运动中具有的动能量,通常用L表示。
动能和动量是描述流体动力学运动规律的关键参数,与流体的流速、流量、压力等有着密切的关系。
流体力学知识点总结
流体力学知识点总结
第一章
1.流体粘性的形成因素:
一是流体分子间的引力在流体微团相对运动时形成的粘性,二是流体分子的热运动在不同流速流层间的动量交换所形成的粘性。
形成气体粘性主要因素是分子的热运动。
形成液体粘性的主要因素是分子间的引力。
2.流体的压缩性和膨胀性:
流体在一定温度下,压强增高,体积缩小;在一定压强下,温度升高,体积膨胀,这是所有流体的共同属性。
3.表面力:
流体分离体以外的物体作用在分离体上的表面力。
在分离体表面的点b取一微小面积δA,作用在它上面的表面力为δF。
一般情况下可将δF分解为沿外法线方向n的δF n和沿切线方向t的δF t。
以δA除δF,并令δA→0而取极限,可得作用在点b的表面应力:
P n=lim
δA→0δF
δA
=dF
dA
4.连续介质模型:
把流体视为由无数连续分布的流体微团组成的连续介质,流体的密度、压强、速度、温度等物理量一般在空间和时间上都是连续分布的,都应该是空间坐标和时间的单值连续可微函数。
1.毛细现象:。
流体力学知识点大全 吐血整理
1. 从力学角度看,流体区别于固体的特点是:易变形性,可压缩性,粘滞性和表面张力。
2. 牛顿流体: 在受力后极易变形,且切应力与变形速率成正比的流体。
即τ=μ*du/dy 。
当n<1时,属假塑性体。
当n=1时,流动属于牛顿型。
当n>1时,属胀塑性体。
3. 流场: 流体运动所占据的空间。
流动分类 时间变化特性: 稳态与非稳态空间变化特性: 一维,二维和三维流体内部流动结构: 层流和湍流流体的性质: 黏性流体流动和理想流体流动;可压缩和不可压缩流体运动特征: 有旋和无旋;引发流动的力学因素: 压差流动,重力流动,剪切流动4. 描述流动的两种方法:拉格朗日法和欧拉法拉格朗日法着眼追踪流体质点的流动,欧拉法着眼在确定的空间点上考察流体的流动5. 迹线:流体质点的运动轨迹曲线流线:任意时刻流场中存在的一条曲线,该曲线上各流体质点的速度方向与该曲线的速度方向一致性质 a.除速度为零或无穷大的点以外,经过空间一点只有一条流线b.流场中每一点都有流线通过,所有流线形成流线谱c .流线的形状和位置随时间而变化,稳态流动时不变迹线和流线的区别:流线是同一时刻不同质点构成的一条流体线;迹线是同一质点在不同时刻经过的空间点构成的轨迹线。
稳态流动下,流线与迹线是重合的。
6. 流管:流场中作一条不与流线重合的任意封闭曲线,通过此曲线的所有流线构成的管状曲面。
性质:①流管表面流体不能穿过。
②流管形状和位置是否变化与流动状态有关。
7.涡量是一个描写旋涡运动常用的物理量。
流体速度的旋度▽xV 为流场的涡量。
有旋流动:流体微团与固定于其上的坐标系有相对旋转运动。
无旋运动:流场中速度旋度或涡量处处为零。
涡线是这样一条曲线,曲线上任意一点的切线方向与在该点的流体的涡量方向一致。
8. 静止流体:对选定的坐标系无相对运动的流体。
不可压缩静止流体质量力满足 ▽x f =09. 匀速旋转容器中的压强分布p=ρ(gz -22r2ω)+c10. 系统:就是确定不变的物质集合。
流体力学知识重点(全)
流体力学知识点总结流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律!流体质点:1.流体质点无线尺度,只做平移运动2.流体质点不做随即热运动,只有在外力的作用下作宏观运动;3.将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性;流体元:就有线尺度的流体单元,称为流体“质元",简称流体元.流体元可看做大量流体质点构成的微小单元。
连续介质假设:假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质.连续性介质模型的内容:根据流体指点概念和连续介质模型,每个流体质点具有确定的宏观物理量,当流体质点位于某空间点时,若将流体质点的物理量,可以建立物理的空间连续分布函数,根据物理学基本定律,可以建立物理量满足的微分方程,用数学连续函数理论求解这些方程,可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律。
分子的内聚力:当两层液体做相对运动时,两层液体的分子的平均距离加大,分子间的作用力变现为吸引力,这就是分子的内聚力。
液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层,漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动,表现为内摩擦力.、流体在固体表面的不滑移条件:分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面,随固体一起运动或静止。
牛顿流体:动力粘度为常数的流体称为牛顿流体.牛顿的粘性定律表明:牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比,还表明对一定的流体,作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的,而不是由速度决定的:温度对粘度的影响:温度对流体的粘度影响很大。
液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度则相反,随温度的升高而增大.压强对粘性的影响:压强的变化对粘度几乎没有什么影响,只有发生几百个大气压的变化时,粘度才有明显改变,高压时气体和液体的粘度增大。
毛细现象:玻璃管内的液体在表面张力的作用下液面升高或降低的现象称为毛细现象;描述流体运动的两种方法拉格朗日法:拉格朗日法又称为随体法。
它着眼于流体质点,跟随流体质点一起运动,记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律,跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌。
《流体力学考》考点重点知识归纳(最全)
《流体力学考》考点重点知识归纳1.流体元:就有线尺度的流体单元,称为流体“质元”,简称流体元。
流体元可看做大量流体质点构成的微小单元。
2.流体质点:(流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律)(1)流体质点无线尺度,只做平移运动(2)流体质点不做随即热运动,只有在外力的作用下作宏观运动;(3)将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性;3.连续性介质模型的内容:根据流体指点概念和连续介质模型,每个流体质点具有确定的宏观物理量,当流体质点位于某空间点时,若将流体质点的物理量,可以建立物理的空间连续分布函数,根据物理学基本定律,可以建立物理量满足的微分方程,用数学连续函数理论求解这些方程,可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律。
4.连续介质假设:假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质。
5.牛顿的粘性定律表明:牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比,还表明对一定的流体,作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的,而不是由速度决定的:6.牛顿流体:动力粘度为常数的流体称为牛顿流体。
7.分子的内聚力:当两层液体做相对运动时,两层液体的分子的平均距离加大,分子间的作用力变现为吸引力,这就是分子的内聚力。
液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层,漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动,表现为内摩擦力。
、流体在固体表面的不滑移条件:分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面,随固体一起运动或静止。
8.温度对粘度的影响:温度对流体的粘度影响很大。
液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度则相反,随温度的升高而增大。
压强对粘性的影响:压强的变化对粘度几乎没有什么影响,只有发生几百个大气压的变化时,粘度才有明显改变,高压时气体和液体的粘度增大。
9.描述流体运动的两种方法拉格朗日法:拉格朗日法又称为随体法。
它着眼于流体质点,跟随流体质点一起运动,记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律,跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌。
流体力学知识点经典总结
流体力学绪论一、流体力学的研究对象流体力学是以流体(包括液体和气体)为对象,研究其平衡和运动基本规律的科学。
主要研究流体在平衡和运动时的压力分布、速度分布、与固体之间的相互作用以及流动过程中的能量损失等。
二、国际单位与工程单位的换算关系21kg 0.102/kgf s m =•第一章 流体及其物理性质 (主要是概念题,也有计算题的出现)一、流体的概念流体是在任意微小的剪切力作用下能发生连续的剪切变形的物质,流动性是流体的主要特征,流体可分为液体和气体二、连续介质假说流体是由空间上连续分布的流体质点构成的,质点是组成宏观流体的最小基元三、连续介质假说的意义四、常温常压下几种流体的密度水-----998 水银-----13550 空气-----1.205 单位3/kg m五、压缩性和膨胀性流体根据压缩性可分为可压缩流体和不可压缩流体,不可压缩流体的密度为常数,当气体的速度小于70m/s 、且压力和温度变化不大时,也可近似地将气体当做不可压缩流体处理。
六、流体的粘性流体的粘性就是阻止发生剪切变形的一种特性,而内摩擦力则是粘性的动力表现,粘性的大小用粘度来度量,粘度又分为动力粘度μ和运动粘度ν,它们的关系是μνρ=七、牛顿内摩擦定律du dy τμ=八、温度对流体粘性的影响温度升高时,液体的粘性降低,气体的粘性增加。
这是因为液体的粘性主要是液体分子之间的内聚力引起的,温度升高时,内聚力减弱,故粘性降低;而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动,温度越高,热运动越强烈,所以粘性就越大流体静力学一、流体上力的分类作用于流体上的力按作用方式可分为表面力和质量力两类。
清楚哪些力是表面力,哪些力是质量力二、流体静压力及其特性(重点掌握)当流体处于静止或相对静止时,流体单位面积的表面力称为流体静压强。
特性一:静止流体的应力只有法向分量(流体质点之间没有相对运动不存在切应力),且沿内法线方向。
特性二 在静止流体中任意一点静压强的大小与作用的方位无关,其值均相等。
流体力学知识点总结
流体力学知识点总结一、流体的物理性质流体区别于固体的主要特征是其具有流动性,即流体在静止时不能承受切向应力。
流体的物理性质包括密度、重度、比容、压缩性和膨胀性等。
密度是指单位体积流体所具有的质量,用符号ρ表示,单位为kg/m³。
重度则是单位体积流体所受的重力,用γ表示,单位为 N/m³,且γ =ρg(g 为重力加速度)。
比容是密度的倒数,它表示单位质量流体所占有的体积。
流体的压缩性是指在温度不变的情况下,流体的体积随压强的变化而变化的性质。
通常用体积压缩系数β来表示,其定义为单位压强变化所引起的体积相对变化率。
对于液体来说,其压缩性很小,在大多数情况下可以忽略不计;而气体的压缩性则较为明显。
膨胀性是指在压强不变的情况下,流体的体积随温度的变化而变化的性质。
用体积膨胀系数α来表示,它是单位温度变化所引起的体积相对变化率。
二、流体静力学流体静力学主要研究静止流体的力学规律。
静止流体中任一点的压强具有以下特性:1、静止流体中任一点的压强大小与作用面的方向无关,只与该点在流体中的位置有关。
2、静止流体中压强的大小沿垂直方向连续变化,即从液面到液体内部,压强逐渐增大。
流体静力学基本方程为 p = p₀+γh,其中 p 为某点的压强,p₀为液面压强,h 为该点在液面下的深度。
作用在平面上的静水总压力可以通过压力图法或解析法来计算。
对于矩形平面,采用压力图法较为简便;对于不规则平面,则通常使用解析法。
三、流体动力学流体动力学研究流体的运动规律。
连续性方程是流体动力学的基本方程之一,它基于质量守恒定律。
对于不可压缩流体,在定常流动中,通过流管各截面的质量流量相等。
伯努利方程则是基于能量守恒定律得出的,它表明在理想流体的定常流动中,单位体积流体的动能、势能和压力能之和保持不变。
其表达式为:p/ρ + 1/2 v²+ gh =常数其中 p 为压强,ρ 为流体密度,v 为流速,g 为重力加速度,h 为高度。
流体力学总结
流体力学总结第一章流体及其物理性质1. 流体:流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质,只要这种力继续作用,流体就将继续变形,直到外力停顿作用为止。
流体一般不能承受拉力,在静止状态下也不能承受切向力,在任何微小切向力的作用下,流体就会变形,产生流动 2. 流体特性:易流动(易变形)性、可压缩性、粘性 3. 流体质点:宏观无穷小、微观无穷大的微量流体。
4. 流体连续性假设:流体可视为由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。
稀薄空气和激波情况下不适合。
5. 密度0limV m m V V δδρδ→==重度0lim V G Gg V Vδδγρδ→===比体积1v ρ=6. 相对密度:是指*流体的密度与标准大气压下4︒C 时纯水的密度〔1000〕之比w wS ρρρ=为4︒C 时纯水的密度13.6Hg S = 7. 混合气体密度1ni ii ρρα==∑8. 体积压缩系数:温度不变,单位压强增量引起的流体体积变化率。
体积压缩系数的倒数为体积模量1P PK β=9. 温度膨胀系数:压强不变,单位温升引起的流体体积变化率。
10. 不可压缩流体:流体受压体积不减少,受热体积不膨胀,密度保持为常数,液体视为不可压缩流体。
气体流速不高,压强变化小视为不可压缩流体 11. 牛顿内摩擦定律:du dyτμ=黏度du dyτμ=流体静止粘性无法表示出来,压强对黏度影响较小,温度升高,液体黏度降低,气体黏度增加μυρ=。
满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体。
12. 理想流体:黏度为0,即0μ=。
完全气体:热力学中的理想气体第二章流体静力学1. 外表力:流体压强p 为法向外表应力,内摩擦τ是切向外表应力〔静止时为0〕。
2. 质量力〔体积力〕:*种力场对流体的作用力,不需要接触。
重力、电磁力、电场力、虚加的惯性力 3. 单位质量力:x y z Ff f i f j f k m==++,单位与加速度一样2m s 4. 流体静压强:1〕流体静压强的方向总是和作用面相垂直且指向该作用面,即沿着作用面的内法线方向2〕在静止流体内部任意点处的流体静压强在各个方向都是相等的。
大学物理流体力学基础知识点梳理
大学物理流体力学基础知识点梳理一、流体的基本概念流体是指能够流动的物质,包括液体和气体。
与固体相比,流体具有易变形、易流动的特点。
流体的主要物理性质包括密度、压强和黏性。
密度是指单位体积流体的质量,用ρ表示。
对于均质流体,密度等于质量除以体积;对于非均质流体,密度是空间位置的函数。
压强是指流体单位面积上所受的压力,通常用 p 表示。
在静止流体中,压强的大小只与深度和流体的密度有关,遵循着著名的帕斯卡定律。
黏性是流体内部抵抗相对运动的一种性质。
黏性的存在使得流体在流动时会产生内摩擦力,阻碍流体的流动。
二、流体静力学流体静力学主要研究静止流体的力学规律。
(一)静止流体中的压强分布在静止的均质流体中,压强随深度呈线性增加,其关系式为 p =p₀+ρgh,其中 p₀为液面处的压强,h 为深度,g 为重力加速度。
(二)浮力定律当物体浸没在流体中时,会受到向上的浮力。
浮力的大小等于物体排开流体的重量,即 F 浮=ρgV 排,这就是阿基米德原理。
三、流体动力学(一)连续性方程连续性方程是描述流体在流动过程中质量守恒的定律。
对于不可压缩流体,在稳定流动时,通过管道各截面的质量流量相等,即ρv₁A₁=ρv₂A₂,其中 v 表示流速,A 表示横截面积。
(二)伯努利方程伯努利方程反映了流体在流动过程中能量守恒的关系。
其表达式为p +1/2ρv² +ρgh =常量。
即在同一流线上,压强、动能和势能之和保持不变。
伯努利方程有着广泛的应用。
例如,在喷雾器中,通过减小管径增加流速,从而降低压强,使得液体被吸上来并雾化;在飞机机翼的设计中,利用上下表面流速的差异产生压强差,从而提供升力。
四、黏性流体的流动(一)层流与湍流当流体流速较小时,流体呈现出有规则的层状流动,称为层流;当流速超过一定值时,流体的流动变得紊乱无序,称为湍流。
(二)黏性流体的流动阻力黏性流体在管道中流动时会受到阻力。
阻力的大小与流体的黏度、流速、管道的长度和直径等因素有关。
《流体力学考》考点重点知识归纳(最全)
《流体力学考》考点重点知识归纳1.流体元:就有线尺度的流体单元,称为流体“质元”,简称流体元。
流体元可看做大量流体质点构成的微小单元。
2.流体质点:(流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律)(1)流体质点无线尺度,只做平移运动(2)流体质点不做随即热运动,只有在外力的作用下作宏观运动;(3)将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性;3.连续性介质模型的内容:根据流体指点概念和连续介质模型,每个流体质点具有确定的宏观物理量,当流体质点位于某空间点时,若将流体质点的物理量,可以建立物理的空间连续分布函数,根据物理学基本定律,可以建立物理量满足的微分方程,用数学连续函数理论求解这些方程,可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律。
4.连续介质假设:假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质。
5.牛顿的粘性定律表明:牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比,还表明对一定的流体,作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的,而不是由速度决定的:6.牛顿流体:动力粘度为常数的流体称为牛顿流体。
7.分子的内聚力:当两层液体做相对运动时,两层液体的分子的平均距离加大,分子间的作用力变现为吸引力,这就是分子的内聚力。
液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层,漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动,表现为内摩擦力。
、流体在固体表面的不滑移条件:分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面,随固体一起运动或静止。
8.温度对粘度的影响:温度对流体的粘度影响很大。
液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度则相反,随温度的升高而增大。
压强对粘性的影响:压强的变化对粘度几乎没有什么影响,只有发生几百个大气压的变化时,粘度才有明显改变,高压时气体和液体的粘度增大。
9.描述流体运动的两种方法拉格朗日法:拉格朗日法又称为随体法。
它着眼于流体质点,跟随流体质点一起运动,记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律,跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌。
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。
流体力学知识点总结
流体力学11.1 流体的基本性质1)压缩性流体是液体与气体的总称。
从宏观上看,流体也可看成一种连续媒质。
与弹性体相似,流体也可发生形状的改变,所不同的是静止流体内部不存在剪切应力,这是因为如果流体内部有剪应力的话流体必定会流动,而对静止的流体来说流动是不存在的。
如前所述,作用在静止流体表面的压应力的变化会引起流体的体积应变,其大小可由胡克定律描述。
大量的实验表明,无论气体还是液体都是可以压缩的,但液体的可压缩量通常很小。
例如在500个大气压下,每增加一个大气压,水的体积减少量不到原体积的两万分之一。
同样的条件下,水银的体积减少量不到原体积的百万分之四。
因为液体的压缩量很小,通常可以不计液体的压缩性。
气体的可压缩性表现的十分明显,例如用不大的力推动活塞就可使气缸内的气体明显压缩。
但在可流动的情况下,有时也把气体视为不可压缩的,这是因为气体密度小在受压时体积还未来得与改变就已快速地流动并迅速达到密度均匀。
物理上常用马赫数M来判定可流动气体的压缩性,其定义为M=流速/声速,若M2<<1,可视气体为不可压缩的。
由此看出,当气流速度比声速小许多时可将空气视为不可压缩的,而当气流速度接近或超过声速时气体应视为可压缩的。
总之在实际问题中若不考虑流体的可压缩性时,可将流体抽象成不可压缩流体这一理想模型。
2)粘滞性为了解流动时流体内部的力学性质,设想如图10.1.1所示的实验。
在两个靠得很近的大平板之间放入流体,下板固定,在上板面施加一个沿流体表面切向的力F 。
此时上板面下的流体将受到一个平均剪应力F/A 的作用,式中A 是上板的面积。
实验表明,无论力F 多么小都能引起两板间的流体以某个速度流动,这正是流体的特征,当受到剪应力时会发生连续形变并开始流动。
通过观察可以发现,在流体与板面直接接触处的流体与板有相同的速度。
若图10.1.1中的上板以速度u 沿x 方向运动下板静止,那么中间各层流体的速度是从0(下板)到u (上板)的一种分布,流体内各层之间形成流速差或速度梯度。
流体力学知识点
第一章流体物性与黏性1、流体质点是体积无穷小的流体微团,指相对于流场无穷小2、连续性假设是将流体认为是连续分布的流体质点所组成3、流体力学中物理量的基本量纲是L、M、T、Θ4、静止流体具有粘性5、理想流体没有黏性6、牛顿流体层与层之间的黏性切应力与速度梯度成正比7、液体的粘度随着温度的升高而降低8、黏性使紧贴固体表面的薄层流体随固体一起运动9、由于流体的黏性,可使流体在流动时出现速度梯度,同时使流体之间存在黏性切应力10、流体的可压缩性是指流体密度或体积在压力变化时而有变化的属性11、流体的热膨胀性是指流体密度或体积在温度变化时而有变化的属性12、马赫数小于0.3为低速空气空气动力学,可忽略其中流体密度的变化第二章流体静力学1、重力场中,单位质量的质量力是已知的2、流体静止是指流体相邻流体质点间没有相对运动3、静止流体的表面力具有沿作用面内法线方向的特性4、锅炉内静止水中的压强计算选择p0+γh计算式5、静压力的通用计算式p=p0+γh在绝对静止流体、重力场中、不可压缩流体、连通的同种流体情况下使用6、在绝对静止流体、重力场中、不可压缩流体、连通的同种流体条件下,等高面就是等压面7、在重力作用下静止液体中,等压面是水平面的条件是相互连通8、静止流体中,任一点处流体的压强增加不一定等值传递9、静止不可压缩液体中,任一点处压强的增加可在液体中等值地传递到其他点10、液体受到表面压强p作用后,它将毫不改变地传递到液体内部任何一点11、真空度是低于当地大气压的那部分压强12、一般情况下,平板静压力合力的压力中在面积形心之下13、计算静压合力的竖直分力时,压力体的体积一般在受力壁面的上方14、平壁面静水压力的合力作用点在压力中心15、压力中心的位置在受压面的形心以下或受压面的形心处16、任意形状平壁上所受静水压力等于该平壁的形心处静水压强与该受压面的面积的乘积17、静止流体中,任一点处流体的压强来自各个方向,并相等18、对于高于当地大气压的那部分压强用表压力计量19、一般情况下,自由液面肯定是等压面20、计算静压合力的竖直分力时,压力体内不一定有流体21、流体中某点的相对压强/记示压强是指该点的绝对压强与当地大气压的差值22、静止流体中存在压应力23、平衡液体中的等压面必为与质量力相正交的面,等压面与质量力正交24、欧拉平衡微分方程理想流体和实际流体均适用25、相对压强必为正值×26、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力×27、静压强变化仅是由质量力引起的√28、静压强的大小与受压面的方位无关√29、静水总压力的方向垂直指向受压面30、用图解法计算静水总压力适用于受压平面是矩形31、二维曲面上的静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点×32、物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力√33、水深相同的静止水面一定是等压面×34、单位质量力是指作用在单位质量流体上的质量力35、粘性流体在宏观尺度上其在固体物面上的速度等于当地物面的速度36、静止流体受到的切应力为037、静止液体中任意一点的静水压强与自由面上压强的一次方成正比38、仅在重力作用下,静止液体中任意一点对同一基准面的单位势能为常数39、容器内盛有静止液体,则容器底部承受的合压力与自由面上的压强无关1、图示的容器a中盛有密度为r1的液体,容器b中盛有密度为r1和r2的两种液体,则两个容器中曲面AB上压力体相同,但压力不相等。
流体力学总结
1, 迹线------某一流体质点在空间运动时, 不同时刻流经的点组成的连线。
2, 切应力-------由于液体质点的相对运动, 产生一种内摩擦力抵抗这种运动, 而此力与作用面平行, 称切应力。
3, 理想流体------把流体看作绝对不可压缩、不能膨胀、无粘滞性、无表面张力的连续介质, 称为理想流体。
4, 流线------某一瞬时在流场中绘出的一条曲线, 该曲线上的所有各点的速度向量都与曲线相切。
5, 流函数------二维流动中, 由连续性方程导出、其值沿流线保持不变的标量函数。
6, 势函数------某函数对相应坐标的偏导数, 等于单位质量力在相应坐标轴上的投影, 该函数称为势函数。
7, 连续介质------认为真实流体所占有的空间可以近似的看做由“流体质点”连续地、无空隙地充满着的, 称为连续介质。
8, 粘性流体------实际流体都是粘性流体。
粘性指流体质点间由于相对运动而产生的阻碍相对运动的性质。
有势流------液体流动时每个液体质点都存在速度势函数的流动称为势流, 不存在绕自身轴的旋转运动。
, 10, 涡旋强度------指微小涡束的涡旋通量( )。
: 横断面积; : 旋转角速度。
11, 流管------指流面中所包含的流体。
流面: 在流场中作一空间曲线(非流线), 过曲线上各点作流线所形成的面。
, 12, 激波------在气体、液体和固体介质中, 应力、密度和温度等物理量在波阵面上发生突跃变化的压缩波。
二, 问答1, 速度势函数具有什么性质?答: 速度势函数具有下列性质:(1)速度势函数可允许相差一任意常数, 而不影响流体的运动;(2)φ(x, y )=常数时是等势线, 它的法线方向和速度矢量的方向重合;(3)沿曲线M 0M 的速度环量等于M 点上φ值和M 0点上φ值之差;⎰-=+=ΓM M M M vdy udx 0)()(0ϕϕ(4)若考虑的是单连通区域, 则由于封闭回线的速度环量因此速度势函数将是单值函数;若考虑的是双连通区域, 则速度环量Γ可以不等于零, 因此φ可以是多值函数, 它们的关系是 其中, k1是封闭回线的圈数。
流体力学知识重点(全)
流体力学知识点总结流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律!流体质点:1. 流体质点无线尺度,只做平移运动2. 流体质点不做随即热运动,只有在外力的作用下作宏观运动;3. 将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性;流体元:就有线尺度的流体单元,称为流体“质元”,简称流体元。
流体元可看做大量流体质点构成的微小单元。
连续介质假设:假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质。
连续性介质模型的内容:根据流体指点概念和连续介质模型,每个流体质点具有确定的宏观物理量,当流体质点位于某空间点时,若将流体质点的物理量,可以建立物理的空间连续分布函数,根据物理学基本定律,可以建立物理量满足的微分方程,用数学连续函数理论求解这些方程,可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律。
分子的内聚力:当两层液体做相对运动时,两层液体的分子的平均距离加大,分子间的作用力变现为吸引力,这就是分子的内聚力。
液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层,漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动,表现为内摩擦力。
、流体在固体表面的不滑移条件:分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面,随固体一起运动或静止。
牛顿流体:动力粘度为常数的流体称为牛顿流体。
牛顿的粘性定律表明:牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比,还表明对一定的流体,作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的,而不是由速度决定的:温度对粘度的影响:温度对流体的粘度影响很大。
液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度则相反,随温度的升高而增大。
压强对粘性的影响:压强的变化对粘度几乎没有什么影响,只有发生几百个大气压的变化时,粘度才有明显改变,高压时气体和液体的粘度增大。
毛细现象:玻璃管内的液体在表面张力的作用下液面升高或降低的现象称为毛细现象;描述流体运动的两种方法拉格朗日法:拉格朗日法又称为随体法。
它着眼于流体质点,跟随流体质点一起运动,记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律,跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌。
流体力学知识点总结
流体力学知识点总结x一、流体力学基本概念1、流体:指气体和液体,其中气体又称气态物质,液体又称液态物质,也指过渡态的固、液、气。
2、流体静力学:指研究流体在外力作用下的静态特性、压强及重力场等的一般理论。
3、流体动力学:指研究复杂流动现象的动态特性,如流速、湍流及涡流等。
4、流体性质:指流体具有的物理性质,如密度、粘度、比容、表面张力和热特性等。
二、基本假定1、流体的原子间的相互作用是可以忽略的,可以认为是稀薄的。
2、可以假设流体每@点的性质是一致的,允许有速度和温度的变化,其变化有连续性。
3、流体的流动受力不受力,受力的变化很小。
4、流体流动的程度比凝固物体的几何比例大,可以忽略凝固物体对流体流动的影响。
三、流体力学基本概念1、流体质量流率:是流体中的所有物质在某一时刻的移动量,单位为千克/秒(千克/秒)。
2、流体动量流率:是流体中所有物质在某一时刻的动量的移动量,单位是千克·米/秒(千克·米/秒)。
3、流体的动量守恒:流体系统中的动量移动量不变,即:动量进入系统等于动量离开系统。
4、流体的动量定理:假定流体的粘度是恒定的,在流体力学中,运动的流体的动量守恒定理如下:5、流体的能量守恒:流体系统中的能量移动量不变,即:能量的一部分进入系统、离开系统或转移到其他系统中等于能量的一部分离开系统或转移到系统中。
6、绝对动量守恒:在不考虑粘度、流体的办法、温度及热量的变化的情况下,流体系统的绝对动量总量不变。
四、流体力学基本公式1、流体的动量定理:即Bernoulli定理,它用来描述非稳定流动中的动量转换,其形式为:p+ρv2∕2+ρgz=P+ρV+2;2、流体的能量定理:即费休定理,它用来描述流体中的施加动能和升能变化,其形式为:p+ρv2∕2+ρgz=P+ρV∕2+ρgz;3、流体力学定理:即拉格朗日定理,它用来描述流体的流动变化,其形式为:p+ρv2∕2+ρgz=p0+ρv02∕2+ρgz0;4、流体的动量方程:用来描述流体的动量变化,其形式为:(ρv)t+·ρvv=p+·μv+ρf。
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—粘性切应力,是单位面积上的内摩擦力。由图可知
—— 速度梯度,剪切应变率(剪切变形速度)
在静止流体中,各点单位质量流体所受表面力
和质量力相平衡。
欧拉方程全微分形式:
平行移轴定理
一铅直矩形闸门,已知h1=1m,h2=2m,宽b=1.5m,求总压力及其作用点。
作用在曲面上的静水压力
水平分力 作用在曲
一铅直矩形闸门,已知h1=1m,h2=2m,宽b=1.5m,求总压力及其作用点。
梯形形心坐标: a上底,b下底
作用于A上的平均剪应力
应力
2)质量力:作用在所取流体体积内每个质点上的力,力的大小与流体的质量成比例。(常见的质量力:
等压面:压强相等的空间点构成的面(平面或曲面)。
等压面的性质:平衡流体等压面上任一点的质量力恒正交于等压面。
便可根据质量力的方向来判断等压面的形状。质量力只有重力时,因
可知等压面是水平面。若重力之外还有其它质量力作用时,等压面是
dTddTdVVV11RTP)/(8314RKKgJM010101zpZypYxpX)ddd(dzZyYxXp0sdf
液体静力学基本方程
P—静止液体内部某点的压强
R —— 气体常数;在标准状态下,
M为气体的分子量,空气的气体常数R=287J/Kg.K。
流体静力学
静止流体具有的特性
(1) 应力方向沿作用面的内发现方向。
(2) 静压强的大小与作用面的方位无关。
由于液体受压体积减小,dP与dV异号,加负号,以使к为正值;其值愈大,愈容易压缩。
的单位是“1/Pa”。(平方米每牛)
K是压缩系数的倒数,用K表示,单位是“Pa”
h—该点到液面的距离,称淹没深度
Z—该点在坐标平面以上的高度
P0—液体表面压强,对于液面通大气的开口容器,视为
大气 压强并以Pa表示
gahgpB水水银1122ghghpM1122ghghppMLsAh1sin2LhsinsingLKLLAsgphggapB水银水pap0Ah )(21hhppppBBAAhhgpzgpz6.12)()()(
8:在管道M上装一复式U形水银测压计,已知测压计上各液面及A点的标高为:
CO2等)的密度、
P —— 气体的绝对压强(Pa);
ρ —— 气体的密度(Kg/cm3);
T —— 气体的热力学温度(K);
是比例系数,称为动力黏度,单位“pa·s”。动力黏度是流体黏性大小的度量,μ值越大,
单位:m2/s 同加速度的单位
)气体的粘度不受压强影响,液体的粘度受压强影响也很小。
)液体 T↑ μ↓ 气体 T↑ μ↑
μ=0的液体。无粘性液体实际上是不存在的,它只是一种对物
1度,体积的相对增加率。
duTAdyh u u+du U z y dy x dtdrdyduduudyhdPdVVdPVdV1/ddPdVdPVK1
⑶.测压管水头( ):单位重量流体的比势能,或单位势能或测压管水
压强的度量
以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强,以符号pabs表示。(大于0)
p表示。 (可正可负可为0)
则该点为真空,其相对压强必为负值。真
空值与相对压强大小相等,正负号相反(必小于0)
总压力为压强分布图的体积:
作用线通过压强分布图的重心:
总压力 = 受压平面形心点的压强×受压平面面积
合力矩定理:合力对 任一轴的力矩等于各分力对同一轴力矩之和 kPa 6.274)15.16.02(8.91)126.08.1(8.96.13)()()()()()(4523432145432321ApghpApAghAygPcccsin
绪论
液体和气体统称为流体,流体的基本特性是具有流动性,只要剪应力存在流动就持续进行,流体在静止
流体连续介质假设:把流体当做是由密集质点构成的,内部无空隙的连续体来研究。
流体力学的研究方法:理论、数值、实验。
作用于流体上面的力
1)表面力:通过直接接触,作用于所取流体表面的力。
作用于A上的平均压应力
面上的水平分力等于受压面形心处的相对压强PC与其在垂
直坐标面oyz的投影面积Ax的乘积。
铅垂分力
单位为
流体的主要物理性质
1) 惯性:物体保持原有运动状态的性质。质量越大,惯
4℃时的水
CgpzghpzHgpp00)(PP1 P2 Z1 Z2 aabsppp)(P)(aabsaabsabsapppppppgpgpzhpg
0ghp
/(
AsLh A点相对压强 真空度 U形管测压计 上式的图形 倾斜微压计
2=0.6m3=2.0m4=1.0m,A=5=1.5m。试确定管中A
作用在平面上的静水总压力
1)压强分布图 根据基本方程式: 绘制静水压强大小;
2) 静水压强垂直于作用面且为压应力。
S,乘以受压面
b,即 P=bS 总压力的作用线通过压强分布图的形心,作用线与受压面的交点,
Pa N/m2
kPa kN/m2 mH2O mmHg at
98000 98 10 736 1
测量压强的仪器(金属测压表和液柱式测压计)。
1) 金属测压计测量的是相对压强 (弹簧式压力表、真空表)
2) 液柱式测压计是根据流体静力学基本原理、利用液柱高度来测量压强(差)的仪器。
3) 压缩性和膨胀性
压缩性:流体受压,体积缩小,密度增大,除去外力后能恢复原状的性质。
T一定,dp增大,dv减小
膨胀性:流体受热,体积膨胀,密度减小,温度下降后能恢复原状的性质。
P一定,dT增大,dV增大
液体的压缩性和膨胀性
压缩系数:在一定的温度下,压强增加单位P,液体体积的
单位为“1/K”或“1/℃”
增大 水的压缩系数K减小 T升高 水的膨胀系数增大
气体的压缩性和膨胀性
就是总压力的作用点
适用范围:规则平面上的静水总压力及其作用点的求解。
原理:静水总压力大小等于压强分布图的体积,其作用线通过压
强分布图的形心,该作用线与受压面的交点便是压心P。
推论
(1)静压强的大小与液体的体积无关
(2)两点的的压强差 等于两点之间单位面积垂
直液柱的重量
(3)平衡状态下,液体内任意压强的变化,等值的
传递到其他各点。
⑴.位置水头z:任一点在基准面以上的位置高度,表示单位重量流体从某一基准面算起所
⑵.压强水头: 表示单位重量流体从压强为大气压算起所具有的压强势能,简称比压
20℃时的空气
2) 粘性 ΔF ΔP ΔT A ΔA V τ 法向应力周围流体作用的表面力 切向应力 APpATAFAlim0APpAAlim0为A点压应力,即A点的压强 ATAlim0 为A点的剪应力 应力的单位是帕斯卡(pa),1pa=1N/㎡,表面力具有传递性。 BFfm2ms3/1000mkg3/2.1mkg