流体主要计算公式
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。
《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。
流体的基本计算
质量流量计算公式;1、液体压强计算计算公式；AP = pgH液体压强；在液体容器低、内壁、内部中，由液体所产生的液体压强，简称液压2、喷嘴射流速度及流量深度△ Z 液体密度P 岀口直径D 流量系数CDensity p AZ出口速度计算公式;体积流量计算公式;3、限孔流场计算入口直径Di岀口直径Do压力差△ p流体密度P入口速度计算公式;出口速度计算公式;体积流量计算公式;质量力量计算公式;4、运动粘度运动粘度卩密度P运动粘度计算公式；运动粘度；运动粘度即流体的运动粘度与同温度下该流体密度P之比。
动力粘度；M动力粘度【Pa。
s】或【N。
S/m2】或【kg/（m。
s）】；也被称为动态粘度、绝对粘度或简单粘度，定义为应力与应变速率之比，其数值上等于面积为1m2相距1m的两平板，以1m/s的速度作为相对运动时, 因之存在的流体互相作用所产生的内摩擦力。
5、雷诺数特征速度v特征长度L运动粘度V动力粘度卩密度p雷诺数；雷诺数计算公式;一种可用来表征流体流动情况的无量纲数。
利用雷诺数可区分为流体的流动是层流或湍流，也可用来确定物体在流体中流动所受的阻力。
6、韦伯数流体密度P 特征速度v特征长度L秒面张力b韦伯数计算公式；韦伯数韦伯数是流体力学中的一个无量纲数。
当不同的流体之间有交界面时，尤其在多相流中交界面的曲率较大时，它用来分析流体运动。
7、马赫数流体速度v 马赫数计算公式；马赫数；流体力学中表征流体可压缩程度的一个重要的无量纲参数，定义为流场中某点的速度v同该点的当地声速c之比。
8、水力半径和水力直径流动截面积A圆周Pw水力半径计算公式水力直径计算公式水力半径；是水力学中的一个专有名称，指某输水断面的过流面积与输水断水面和接触的边长（圆周）之比，与断面形状有关，常用于计算渠道隧道的输水能力。
水力直径；是在关内流动中引入的，其目的是为了给非圆管流动取一个合适的特征长度来计算其雷诺数。
常用表达式是；2A/P,即二倍的横截面积（A）除以圆周长度（P）。
流体主要计算公式
1738年瑞士数学家：伯努利在名著《流体动力学》中提出了伯努利方程。
1755年欧拉在名著《流体运动的一般原理》中提出理想流体概念，并建立了理想流体基本方程和连续方程，从而提出了流体运动的解析方法，同时提出了速度势的概念。
1781年拉格朗日首先引进了流函数的概念。
1826年法国工程师纳维，1845年英国数学家、物理学家斯托克思提出了著名的N-S方程。
1876年雷诺发现了流体流动的两种流态：层流和紊流。
1858年亥姆霍兹指出了理想流体中旋涡的许多基本性质及旋涡运动理论，并于1887年提出了脱体绕流理论。
19世纪末，相似理论提出，实验和理论分析相结合。
1904年普朗特提出了边界层理论。
20世纪60年代以后，计算流体力学得到了迅速的发展。
流体力学内涵不断地得到了充实与提高。
理想势流伯努利方程（3-14）或（3-15）物理意义:在同一恒定不可压缩流体重力势流中，理想流体各点的总比能相等即在整个势流场中，伯努利常数C 均相等。
（应用条件：“”所示）符号说明二、沿流线的积分1.只有重力作用的不可压缩恒定流，有2.恒定流中流线与迹线重合：沿流线（或元流）的能量方程：（3-16）注意：积分常数C，在非粘性、不可压缩恒定流流动中，沿同一流线保持不变。
一般不同流线各不相同（有旋流）。
（应用条件：“”所示，可以是有旋流）流速势函数（势函数）观看录像>>•存在条件：不可压缩无旋流，即或必要条件存在全微分d直角坐标（3-19）式中：——无旋运动的流速势函数，简称势函数。
•势函数的拉普拉斯方程形式对于不可压缩的平面流体流动中，将（3-19）式代入连续性微分方程（3-18），有：或（3-20）适用条件：不可压缩流体的有势流动。
点击这里练习一下极坐标（3-21）流函数1.流函数存在条件：不可压缩流体平面流动。
直角坐标连续性微分方程：必要条件存在全微分d y（3-22）式中：y——不可压缩流体平面流动的流函数。
适用范围：无旋流、有旋流、实际流体、理想流体的不可压缩流体的平面流动。
流体流量的计算公式
流体流量的计算公式流体流量的计算公式流体流量是指单位时间内通过管道、河流或其他流体通道的流体体积。
在不同的场景中，我们可以使用不同的计算公式来计算流体流量。
下面是一些常见的流体流量计算公式及其解释和例子。
1. 常见的流体流量计算公式液体流量计算公式液体流量通常使用下面的公式进行计算：•体积流量（Q）= 流速（V）× 截面积（A）其中，流速可以通过流体通过的时间和管道的长度来计算，截面积是管道或通道的横截面积。
例子：假设水流速度为1 m/s，截面积为2 平方米，那么液体流量为2 立方米/秒。
气体流量计算公式气体流量通常使用下面的公式进行计算：•气体流量（Q）= 流速（V）× 截面积（A）× 压力（P）其中，流速可以通过气体通过的时间和通道的长度来计算，截面积是通道的横截面积，压力可以通过压力传感器等设备来测量。
例子：假设气体的流速为5 m/s，通道的截面积为3 平方米，压力为2 Pascal，那么气体流量为30 立方米/秒。
2. 其他与流体流量相关的计算公式除了上述常见的流体流量计算公式外，还有一些与流体流量相关的计算公式：等截面流量计算公式等截面的流体流量可以使用下面的公式进行计算：•等截面流量（Q）= 流速（V）× 截面积（A）该公式适用于流体在一个相对较短的管道或通道中流过的情况。
恒流速流量计算公式当流体的流速恒定不变时，可以使用下面的公式计算流体流量：•恒流速流量（Q）= 流速（V）× 时间（t）该公式适用于流速保持不变的情况，如定量输送液体的管道。
可压缩流体流量计算公式对于可压缩流体（如气体），需要考虑密度的变化，可以使用下面的公式计算流体流量：•可压缩流体流量（Q）= 时间（t）× 通过区域的质量流率（ṁ）其中，通过区域的质量流率可以通过测量质量和时间的变化来计算。
总结上述是一些常见的流体流量计算公式及其解释和例子。
根据具体的场景和需要，我们可以选择合适的计算公式来计算流体流量。
流体力学流速计算公式
流体力学流速计算公式一、伯努利方程推导流速公式（理想不可压缩流体定常流动）1. 伯努利方程。
- 对于理想不可压缩流体作定常流动时，在同一条流线上有p+(1)/(2)ρ v^2+ρ gh = C（p是流体压强，ρ是流体密度，v是流速，h是高度，C是常量）。
- 假设水平流动（h_1 = h_2），则方程变为p_1+(1)/(2)ρ v_1^2=p_2+(1)/(2)ρ v_2^2。
- 由此可推导出流速公式v_2=√(v_1^2)+(2(p_1 - p_2))/(ρ)。
2. 适用条件。
- 理想流体（无粘性），实际流体在粘性较小时可近似使用。
- 不可压缩流体，像水在大多数情况下可视为不可压缩流体，气体在低速流动时也可近似为不可压缩流体。
- 定常流动，即流场中各点的流速等物理量不随时间变化。
3. 示例。
- 已知水管中某点1处的压强p_1 = 2×10^5Pa，流速v_1 = 1m/s，另一点2处的压强p_2 = 1.5×10^5Pa，水的密度ρ = 1000kg/m^3。
- 根据v_2=√(v_1^2)+(2(p_1 - p_2))/(ρ)，将数值代入可得：- v_2=√(1^2)+frac{2×(2×10^{5-1.5×10^5)}{1000}}- 先计算括号内的值：2×(2×10^5-1.5×10^5)=2×5×10^4=10^5。
- 则v_2=√(1 + 100)= √(101)≈10.05m/s。
二、连续性方程推导流速公式（不可压缩流体定常流动）1. 连续性方程。
- 对于不可压缩流体的定常流动，有S_1v_1 = S_2v_2（S_1、S_2分别是流管中两个截面的面积，v_1、v_2是相应截面处的流速）。
- 由此可推导出流速公式v_2=(S_1)/(S_2)v_1。
2. 适用条件。
- 不可压缩流体，如液体或低速流动的气体。
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)。
经常用到的给排水流体力学计算公式
经常用到的给排水流体力学计算公式：
1、h f=(λL/d)*(v2/2g)
h f ——流段的沿程水头损失（m液柱或气柱）
L——流段的长度（m）
d——管段的直径（m）
v——流体的流动速度（m/s）
λ——沿程阻力系数（或摩擦阻力系数），在层流运动中，该值可根据λ=64/Re求出。
给水工程经常采用钢管和铸铁管，由于管内壁容易锈蚀和积垢，所以管壁的粗糙度按旧钢管和铸铁管考虑，并为一个常数。
管内水流温度一般为10℃左右，运动粘度也可以为一个常数。
这样是的沿程阻力系数λ的经验计算公式比较简单，在紊流区内：
v＜1.2 m/s时，λ=(0.0179/d0.3)*(1+0.867/ v)0.3
v≥1.2 m/s时，λ=0.021/ d0.3
上式中，d为管道的内径（m），不是公称直径；v为流速（m/s）。
2、v=(1/n)R2/3i1/2
n——粗糙系数
R——过流断面的水利半径（m）
i——渠底或管底的坡度
常用材料的粗糙系数n值。
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。
流体的基本计算
1、液体压强计算计算公式；液体压强；在液体容器低、内壁、内部中，由液体所产生的液体压强,简称液压。
2、喷嘴射流速度及流量深度△Z 液体密度ρ出口直径D 流量系数Ｃ出口速度计算公式;体积流量计算公式;质量流量计算公式；3、限孔流场计算入口直径Di 出口直径Do 压力差△p 流体密度ρ入口速度计算公式;出口速度计算公式;体积流量计算公式；质量力量计算公式；4、运动粘度运动粘度μ密度ρ运动粘度计算公式;运动粘度；运动粘度即流体的运动粘度与同温度下该流体密度ρ之比。
动力粘度;Μ动力粘度【Ｐa。
s】或【N。
S/m²】或【kｇ／(ｍ。
ｓ)】;也被称为动态粘度、绝对粘度或简单粘度,定义为应力与应变速率之比,其数值上等于面积为1m²相距1m的两平板,以1m／s的速度作为相对运动时,因之存在的流体互相作用所产生的内摩擦力。
5、雷诺数特征速度v 特征长度L 运动粘度V 动力粘度μ密度ρ雷诺数计算公式;雷诺数;一种可用来表征流体流动情况的无量纲数。
利用雷诺数可区分为流体的流动是层流或湍流，也可用来确定物体在流体中流动所受的阻力。
6、韦伯数流体密度ρ特征速度v 特征长度Ｌ秒面张力σ韦伯数计算公式;韦伯数韦伯数是流体力学中的一个无量纲数。
当不同的流体之间有交界面时，尤其在多相流中交界面的曲率较大时,它用来分析流体运动。
7、马赫数流体速度v马赫数计算公式；马赫数；流体力学中表征流体可压缩程度的一个重要的无量纲参数,定义为流场中某点的速度v同该点的当地声速c 之比。
８、水力半径和水力直径流动截面积Ａ圆周Ｐw水力半径计算公式水力直径计算公式水力半径;是水力学中的一个专有名称,指某输水断面的过流面积与输水断水面和接触的边长（圆周）之比，与断面形状有关，常用于计算渠道隧道的输水能力。
水力直径；是在关内流动中引入的,其目的是为了给非圆管流动取一个合适的特征长度来计算其雷诺数。
常用表达式是；２A/P，即二倍的横截面积（A）除以圆周长度（p）。
流体流速计算公式
流体流速计算公式
1、V=Q/A，式中：V——流速；Q——流量；A——过流断面积。
2、V=φ√(2gh)，式中：V——流速；φ——流速系数；g——重力加速度；h——孔口或管嘴的作用水头。
3、V=φ√(2P/ρ )，式中：V——流速；φ——流速系数；P——孔前压强，ρ———流体密度。
4、V=C√(RJ)，式中：V——流速；R——水力半径,J——水力坡降（明渠均匀流时为渠底坡度。
5、Vc=φ√(2gHo-βe)，式中：Vc——闸后收缩断面流速；φ——闸门的流速系数；Ho——闸前断面总水头，β————水流的垂直收缩系数，e——闸门开启度。
扩展资料：
基本含义
流速是指气体或液体流质点在单位时间内所通过的距离，渠道和河道里的水流各点的流速不相同，靠近河(渠)底、河边处的流速较小，河中心近水面处的流速最大，为了计算简便，通常用横断面平均流速来表示该断面水流的速度。
流速是流体的流动速度。
当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，或称为片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流。
这种变化可以用雷诺数来量化。
雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反
之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的湍流流场。
流速和压力的计算公式
流速和压力的计算公式流速和压力是液体或气体运动时的两个重要物理量，它们的计算公式对于工程、物理、化学等领域的研究和实践具有重要的指导意义。
首先，我们来看流速的计算公式。
流速是指流体在单位时间内通过单位横截面的体积。
计算公式为：流速 = 流体通过的体积 / 流体通过的时间。
具体计算方法可以根据具体情况采用不同的单位和计算公式。
通常情况下，我们可以用以下公式计算流速：流速 = 流体通过的体积 / 时间其中，流体通过的体积可以用单位时间内流体通过的质量除以单位体积的质量来表示。
时间单位一般为秒，体积单位可以根据实际情况选择，常见的有立方米、升等。
在具体计算中，我们还需要考虑流体的密度、速度等因素。
接下来，我们来看压力的计算公式。
压力是指单位面积上受到的力的大小，通常用帕斯卡（Pa）作为单位。
压力的计算公式为：压力= 受力大小 / 受力面积。
具体计算方法也可以根据具体情况采用不同的单位和计算公式。
通常情况下，我们可以用以下公式计算压力：压力 = 受力大小 / 面积受力大小可以是一个或多个力的矢量合力，也可以是压力传感器等测量得到的数值。
面积一般可以根据实际情况选择，常见的有平方米、平方厘米等。
流速和压力的计算公式在实际应用中有广泛的应用。
例如，在液体流体力学中，我们可以通过计算流速和压力来解决液体流动的问题，如流体的稳定性、边界效应等。
在工程领域，我们可以通过计算流速和压力来评估管道、容器等的流体性能，优化流体系统的设计；在物理和化学研究中，流速和压力的计算公式可以帮助我们理解和预测气体和液体的行为，从而开展相关实验和研究。
总之，流速和压力的计算公式不仅在理论上有重要的意义，而且在实践中具有广泛的应用。
熟练掌握并灵活应用这些计算公式，对于工程师、科研人员等具有指导意义，可以帮助他们解决复杂的问题，推动相关领域的发展和进步。
第一章主要公式
P－轴功率，KW；
3 ) 泵的安装高度
最大吸上真空高度，
H s max
=
pa − pv ρg
(1-37)
pv－被输送液体在输送温度下的饱和蒸汽压，Pa； 允许吸上真空高度 Hsp。
允许安装高度Zsp，
H sp < H s max
∑ Z sp
=
H sp
−
u
2 s
2g
−
h f (m)
(1-38) (1-39)
τ
=
k
⎜⎜⎝⎛
du dy
⎟⎟⎠⎞
n
，n>1
式中 k——稠度指数， n——流变指数。
k 和 n 的数值均由实验来确定。
1.1.15 气体输送原理与设备 1) 离心风机全压表达式，
HT
= (p2
−
p1
)
+
u
2 2
2
ρ
(1-43) (1-44)
(1-45)
式中， ( p2 − p1 )－静风压，Pa；
ρu
通常在泵的样本中查得的Hsp是根据大气压pa＝10mH2O，水温为 20℃时得出的数值。若 操作条件和上述不符，则Hsp必须按下式进行校正。
H
' sp
=
H sp
− 10 + H a
+
pv − pv' ρg
(Байду номын сангаас-40)
式中 Ha——泵工作点的大气压，mH2O； pv——20℃下水的饱和蒸汽压，Pa； p'v——输送温度下水的饱和蒸汽压，Pa。
ρ—流体的密度，kg/m3； w—单位质量的流体所具有的功，J/kg； q—单位质量的流体所具有的热量，J/kg； h—单位质量的流体所具有的焓，J/kg。 式中以下标 1 表示的项为体系进口截面上流体的能量，下标 2 表示的项为体系出口截面 上流体的能量。 1.1.3 不可压缩理想流体的稳定流动与柏努利（Bernoulli）方程
流体主要计算公式
主要流体力学事件有：•1738年瑞士数学家：伯努利在名著《流体动力学》中提出了伯努利方程。
•1755年欧拉在名著《流体运动一般原理》中提出理想流体概念，并建立了理想流体基本方程和连续方程，从而提出了流体运动解析方法，同时提出了速度势概念。
•1781年拉格朗日首先引进了流函数概念。
•1826年法国工程师纳维，1845年英国数学家、物理学家斯托克思提出了著名N-S方程。
•1876年雷诺发现了流体流动两种流态：层流和紊流。
•1858年亥姆霍兹指出了理想流体中旋涡许多基本性质及旋涡运动理论，并于1887年提出了脱体绕流理论。
•19世纪末，相似理论提出，实验和理论分析相结合。
•1904年普朗特提出了边界层理论。
•20世纪60年代以后，计算流体力学得到了迅速发展。
流体力学内涵不断地得到了充实及提高。
理想势流伯努利方程（3-14）或（3-15）物理意义:在同一恒定不可压缩流体重力势流中，理想流体各点总比能相等即在整个势流场中，伯努利常数C 均相等。
（应用条件：“”所示）符号说明物理意义几何意义单位重流体位能（比位能）位置水头单位重流体压能（比压能）压强水头单位重流体动能（比动能）流速水头单位重流体总势能（比势能）测压管水头总比能总水头二、沿流线积分1.只有重力作用不可压缩恒定流，有2.恒定流中流线及迹线重合：沿流线（或元流）能量方程：（3-16）注意：积分常数C，在非粘性、不可压缩恒定流流动中，沿同一流线保持不变。
一般不同流线各不相同（有旋流）。
（应用条件：“”所示，可以是有旋流）流速势函数（势函数）观看录像>>•存在条件：不可压缩无旋流，即或必要条件存在全微分dϕ直角坐标（3-19）式中：ϕ——无旋运动流速势函数，简称势函数。
•势函数拉普拉斯方程形式对于不可压缩平面流体流动中，将（3-19）式代入连续性微分方程（3-18），有：或（3-20）适用条件：不可压缩流体有势流动。
点击这里练习一下极坐标（3-21）流函数1.流函数存在条件：不可压缩流体平面流动。
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主要的流体力学事件有：•1738年瑞士数学家：伯努利在名著《流体动力学》中提出了伯努利方程。
•1755年欧拉在名著《流体运动的一般原理》中提出理想流体概念，并建立了理想流体基本方程和连续方程，从而提出了流体运动的解析方法，同时提出了速度势的概念。
•1781年拉格朗日首先引进了流函数的概念。
•1826年法国工程师纳维，1845年英国数学家、物理学家斯托克思提出了著名的N-S方程。
•1876年雷诺发现了流体流动的两种流态：层流和紊流。
•1858年亥姆霍兹指出了理想流体中旋涡的许多基本性质及旋涡运动理论，并于1887年提出了脱体绕流理论。
•19世纪末，相似理论提出，实验和理论分析相结合。
•1904年普朗特提出了边界层理论。
•20世纪60年代以后，计算流体力学得到了迅速的发展。
流体力学内涵不断地得到了充实与提高。
理想势流伯努利方程（3-14）或（3-15）物理意义:在同一恒定不可压缩流体重力势流中，理想流体各点的总比能相等即在整个势流场中，伯努利常数C 均相等。
（应用条件：“”所示）符号说明物理意义几何意义单位重流体的位能（比位能）位置水头单位重流体的压能（比压能）压强水头单位重流体的动能（比动能）流速水头单位重流体总势能（比势能）测压管水头总比能总水头二、沿流线的积分1.只有重力作用的不可压缩恒定流，有2.恒定流中流线与迹线重合：沿流线（或元流）的能量方程：（3-16）注意：积分常数C，在非粘性、不可压缩恒定流流动中，沿同一流线保持不变。
一般不同流线各不相同（有旋流）。
（应用条件：“”所示，可以是有旋流）流速势函数（势函数）观看录像>>•存在条件：不可压缩无旋流，即或必要条件存在全微分d直角坐标（3-19）式中： ——无旋运动的流速势函数，简称势函数。
•势函数的拉普拉斯方程形式对于不可压缩的平面流体流动中，将（3-19）式代入连续性微分方程（3-18），有：或（3-20）适用条件：不可压缩流体的有势流动。
点击这里练习一下极坐标（3-21）流函数1.流函数存在条件：不可压缩流体平面流动。
直角坐标连续性微分方程：必要条件存在全微分d y（3-22）式中：y——不可压缩流体平面流动的流函数。
适用范围：无旋流、有旋流、实际流体、理想流体的不可压缩流体的平面流动。
流函数的拉普拉斯方程形式对平面势流，有，则或（3-23）适用条件：不可压缩流体的平面有势流动。
极坐标（3-24）2.流函数的物理意义（1）流函数等值线就是流线。
得平面流线方程（3-1）：，得证。
（2）不可压缩流体的平面流动中，任意两条流线的流函数之差d y等于这两条流线间所通过的单位宽度流量d q。
AB断面所通过流量：图3-26粘性流体的运动微分方程1.粘性流体的特点（1）实际流体的面积力包括：压应力和粘性引起的切应力。
切应力由广义牛顿内摩擦定律确定：（2）实际的流动流体任一点的动压强，由于粘性切应力的存在，各向大小不等，即p xx≠ p yy≠ p zz。
任一点动压强由式（2-5）为：（3-11）第三节流体动力学基本方程式一、连续性微分方程在流场内取一微元六面体（如图3-23），边长为d x,d y,d z，中心点O流速为（u x,u y,u z）以x轴方向为例：左表面流速右表面流速所以单位时间内x方向流出流进的质量流量差：图3-23x方向：同理可得：y方向：z方向：质量守恒定律：单位时间内流出与流入六面体的流体质量差之总和应等于六面体内因密度变化而减少的质量，即：（3-6）（1）流体的连续性微分方程的一般形式由（3-6）式可得（3-7）适用范围：理想流体或实际流体；恒定流或非恒定流；可压缩流体或不可压缩流体。
（2）可压缩流体恒定流动的连续性微分方程当为恒定流时，有，则（3-7）式为(3-8) 适用范围：理想、实际、可压缩、不可压缩的恒定流。
（3）不可压缩流体的连续性微分方程当为不可压缩流时，有，则（3-7）式为（3-9）物理意义：不可压缩流体单位时间内流入单位空间的流体体积（质量），与流出的流体体积（质量）之差等于零。
适用范围：理想、实际、恒定流或非恒定流的不可压缩流体流动。
二、理想流体运动微分方程理想流体的动水压强特性与静水压强特性相同：从理想流体中任取一(x ,y ,z )为中心的微元六面体为控制体，边长为d x ,d y ,d z ，中心点压强为p (x ,y ,z ) ，如图3-24。
图3-24受力分析(x 方向为例)： 1.表面力因为理想流体，所以t =0左表面右表面2.质量力单位质量力在各坐标轴上分量为X ,Y ,Z ，所以x 方向的质量力为X d x d y d z由牛顿第二运动定律，x 方向有：理想流体的运动微分方程（欧拉运动微分方程）（3-10）适用范围：恒定流或非恒定流，可压缩流或不可压缩流体。
若加速度等于0，则上式就可转化为欧拉平衡微分方程(2-6)式三、粘性流体的运动微分方程1.粘性流体的特点（1）实际流体的面积力包括：压应力和粘性引起的切应力。
切应力由广义牛顿内摩擦定律确定：（2）实际的流动流体任一点的动压强，由于粘性切应力的存在，各向大小不等，即p xx≠ p yy≠ p zz。
任一点动压强由式（2-5）为：（3-11）2.实际流体的运动微分方程式同样取一微元六面体作为控制体，如图3-25。
x向受力左右向压力、上下向切力、前后面切力、质量力图3-25 x方向（牛顿第二运动定律）考虑条件： 1）不可压缩流体的连续性微分方程（3-9）：2）切应力与主应力的关系表达式（3-11）。
可得不可压缩粘性流体运动微分方程：纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes，N-S)方程（3-12）拉普拉斯算符，例：想一想：N-S方程与欧拉运动微分方程有何联系？N－S方程是不可压缩粘性流体的运动微分方程，而欧拉运动微分方程则是理想流体的运动微分方程。
当流动流体的运动粘度等于0，即为理想流体时，N－S方程即为欧拉运动微分方程。
第四节欧拉运动微分方程的积分由于欧拉运动微分方程是一个一阶非线性偏微分方程组（迁移加速度的三项中包含了未知数与其偏导数的乘积），因而至今还无法在一般情况下积分，只能在一定条件下积分。
欧拉运动微分方程组(3-10)各式分别乘以d x，d y，d z（流场任意相邻两点间距d s的坐标分量），然而相加得：（3-13）<I> <II> <III>一、在势流条件下的积分考虑条件1.恒定流：；2.均匀不可压缩流体，即 =const，；3.质量力只有重力，即X=Y=0，Z=-g；4.有势流动,满足式（3-5）：；因此，（3-13）式中各项为：(考虑欧拉加速度的表达式（3-3））（引入有势流动的条件4）由以上得：积分得：第一节流态判别一、两种流态的运动特征1883年英国物理学家雷诺（Reynolds O.）通过试验观察到液体中存在层流和紊流两种流态。
1.层流观看录像>>层流（laminar flow），亦称片流：是指流体质点不相互混杂，流体作有序的成层流动。
特点：（1）有序性。
水流呈层状流动，各层的质点互不混掺，质点作有序的直线运动。
（2）粘性占主要作用，遵循牛顿内摩擦定律。
（3）能量损失与流速的一次方成正比。
（4）在流速较小且雷诺数Re较小时发生。
2.紊流观看录像>>紊流（turbulent flow），亦称湍流：是指局部速度、压力等力学量在时间和空间中发生不规则脉动的流体运动。
特点：（1）无序性、随机性、有旋性、混掺性。
流体质点不再成层流动，而是呈现不规则紊动，流层间质点相互混掺，为无序的随机运动。
（2）紊流受粘性和紊动的共同作用。
（3）水头损失与流速的1.75~2次方成正比。
（4）在流速较大且雷诺数较大时发生。
二、雷诺实验如图6-1所示，实验曲线分为三部分：（1）ab段：当υ<υc时，流动为稳定的层流。
（2）ef段：当υ>υ''时，流动只能是紊流。
（3）be段：当υc<υ<υ''时，流动可能是层流（bc段），也可能是紊流（bde段），取决于水流的原来状态。
图6-1图6-2观看录像一>>观看录像二>>观看录像三>>实验结果（图6-2）的数学表达式层流：m1=1.0, h f=k1v ,即沿程水头损失与流线的一次方成正比。
紊流：m2=1.75~2.0, h f =k2v1.75~2.0，即沿程水头损失h f与流速的1.75~2.0次方成正比。
层流：紊流：流态判别一、两种流态的运动特征1883年英国物理学家雷诺（Reynolds O.）通过试验观察到液体中存在层流和紊流两种流态。
1.层流层流（laminar flow），亦称片流：是指流体质点不相互混杂，流体作有序的成层流动。
特点：（1）有序性。
水流呈层状流动，各层的质点互不混掺，质点作有序的直线运动。
（2）粘性占主要作用，遵循牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律a. 牛顿内摩擦定律：液体运动时，相邻液层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。
即（N/m2，Pa）（1-6）τ—粘性切应力，是单位面积上的内摩擦力。
说明：1）流体的切应力与剪切变形速率，或角变形率成正比。
——区别于固体的重要特性:固体的切应力与角变形的大小成正比。
2）流体的切应力与动力粘度μ成正比。
3）对于平衡流体d u /d y =0，对于理想流体μ=0，所以均不产生切应力，即t =0。
b.牛顿平板实验与内摩擦定律图1-1 流体的绝对粘度设板间的y 向流速呈直线分布，即：则：实验表明，对于大多数流体满足：引入动力粘度μ，则得牛顿内摩擦定律（1-7）式中：流速梯度代表液体微团的剪切变形速率。
线性变化时，即；非线性变化时，即是u 对y求导。
证明：在两平板间取一方形质点，高度为d y，d t时间后，质点微团从abcd运动到a′b′c′d′。
由图1-2得：则：图1-2说明：流体的切应力与剪切变形速率，或角变形率成正比。
（3）能量损失与流速的一次方成正比。
（4）在流速较小且雷诺数Re较小时发生。
2.紊流紊流（turbulent flow），亦称湍流：是指局部速度、压力等力学量在时间和空间中发生不规则脉动的流体运动。
特点：（1）无序性、随机性、有旋性、混掺性。
流体质点不再成层流动，而是呈现不规则紊动，流层间质点相互混掺，为无序的随机运动。
（2）紊流受粘性和紊动的共同作用。
（3）水头损失与流速的1.75~2次方成正比。
（4）在流速较大且雷诺数较大时发生。
三、层流、紊流的判别标准——临界雷诺数临界雷诺数上临界雷诺数：层流→紊流时的临界雷诺数，它易受外界干扰，数值不稳定。
下临界雷诺数：紊流→层流时的临界雷诺数，是流态的判别标准，它只取决于水流边界的形状，即水流的过水断面形状。