流体力学基本概念和基础知识
流体力学基本概念和基础知识..
流体力学基本概念和基础知识(部分)1.什么是粘滞性?什么是牛顿内摩擦定律?不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体?流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质dydu A T μ= 满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体 请阐述液体、气体的动力粘滞系数随着温度、压强的变化规律。
水的黏滞性随温度升高而减小;空气的黏滞性随温度的升高而增大。
(动力粘度μ体现黏滞性)通常的压强对流体的黏滞性影响不大,但在高压作用下,气液的动力黏度随压强的升高而增大。
2.在流体力学当中,三个主要的力学模型是指哪三个?并对其进行说明。
连续介质(对流体物质结构的简化)、无黏性流体(对流体物理性质的简化)、不可压流体(对流体物理性质的简化)3.什么是理想流体?不考虑黏性作用的流体,称为无黏性流体(或理想流体)4.什么是实际流体? 考虑黏性流体作用的实际流体5.什么是不可压缩流体?流体在流动过程中,其密度变化可以忽略的流动,称为不可压缩流动。
6.为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线?流体在静止时不能承受拉力和切力,所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向7.为什么水平面必是等压面?由于深度相等的点,压强也相同,这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面,可见水平面是压强处处相等的面,即水平面必是等压面。
8.什么是等压面?满足等压面的三个条件是什么?在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。
满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。
9.什么是阿基米德原理?无论是潜体或浮体的压力体均为物体浸入液体的体积,也就是物体排开液体的体积。
10.潜体或浮体在重力G和浮力P的作用,会出现哪三种情况?重力大于浮力,物体下沉至底。
重力等于浮力,物体在任一水深维持平衡。
重力小于浮力,物体浮出液体表面,直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。
11.等角速旋转运动液体的特征有那些?(1)等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇;(2)在同一水平面上的轴心压强最低,边缘压强最高。
(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。
流体力学知识点大全
流体力学知识点大全流体力学是研究流体运动规律的一门学科,涉及流体的力学性质、流体力学方程、流体的温度、压力、速度分布等等。
以下是流体力学的一些主要知识点:1.流体的性质和分类:流体包括液体和气体两种状态,液体具有固定体积,气体具有可压缩性。
液体和气体都具有易于流动的特点。
2.流体力学基本方程:流体力学基本方程包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
质量守恒方程描述了流体质量的守恒,动量守恒方程描述了流体动量的守恒,能量守恒方程描述了流体能量的守恒。
3.流体的运动描述:流体的运动可以通过速度场描述,速度场是空间中每一点上的速度矢量的函数。
速度矢量的大小和方向决定了流体中每一点的速度和运动方向。
4. 流体静力学:流体静力学研究的是处于静止状态的流体,通过压力分布可以确定流体的力学性质。
压力是流体作用在单位面积上的力,根据Pascal定律,压力在流体中均匀传播。
5.流体动力学:流体动力学研究的是流体的运动,通过速度场和压力分布可以确定流体的速度和运动方向。
流体动力学包括流体的运动方程、速度场描述和流动量的计算等。
6.流体的定常流和非定常流:流体的定常流指的是流体的运动状态随时间不变,速度场和压力分布在任意时刻均保持不变。
而非定常流则是指流体的运动状态随时间变化,速度场和压力分布在不同的时刻会有所改变。
7.流体的层流和湍流:流体的层流是指在流体中存在着明确的层次结构,流体颗粒沿着规则的路径流动。
而湍流则是指流体中存在着随机不规则的流动,流体颗粒方向和速度难以预测。
8.流体的黏性:流体的黏性是指流体内部存在摩擦力,影响流体的流动性质。
流体的黏度越大,流体粘性越大,流动越缓慢。
黏性对于流体的层流和湍流特性有重要影响。
9.流体的雷诺数:雷诺数是用于描述流体运动是否属于层流还是湍流的参数。
当雷诺数小于临界值时,流体运动属于层流;当雷诺数大于临界值时,流体运动为湍流。
10.流体的边界层:边界层是指在流体靠近固体表面的地方,速度和压力的变化比较大的区域。
(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。
工程流体力学知识点总结
工程流体力学知识点总结一、工程流体力学的内容1.流体力学的基本概念工程流体力学是一门重要的工程学科,它是研究运动的流体分布特性、流动过程的动力学特征、流体受力的控制机理以及提供理论支持的工程应用理论。
它综合了物理学、数学、材料学和力学等知识,它包括流体动力学、传热传质、流体力学和流体机械等方面的研究内容。
2.流体动力学流体动力学是流体运动的力学理论,它研究的是流体中的物理量,如流速、压力、密度等的变化和流体运动的规律。
它是流体物理学的基本内容,是工程流体力学的基础理论。
它的研究内容主要包括流体的静力学、流体的流变力学、流体的流动特性、流体的热力学性质、流体的动力学和流体的流动特性等。
3.传热传质传热传质是研究流体在传热和传质的过程中热量和物质的传递机理的一门学科。
它包括流体的热传导、热对流和热辐射、物质的传质、物质输运等方面的内容。
4.流体力学流体力学是一门综合学科,是研究流体的能量、动量和位置变化的动力学特性及其应用的学科。
流体力学研究的内容包括流体的流量和压力、流体的质量和动量、流体的流速、流体的流动特性等。
它主要研究的是流体受力的特性和运动特性,是工程流体力学中最重要的学科之一。
5.流体机械的理论流体机械是研究利用流体动力驱动转子的机械装置的科学,包括机械装置的流体的传动特性、涡轮机械和泵的流量控制、流体中的变频调速以及比热容与流场等。
它是工程流体力学中的重要内容,也是工程设计的重要基础。
二、工程流体力学的应用工程流体力学的基本理论可以应用于各种工程中,如机械制造、空气动力学、海洋技术、热能技术、新能源技术、能源储存和节能技术、化工反应技术等。
它在社会经济建设中发挥着重要作用,可以为社会生产提供良好的环境保护技术手段,也可以为工程设计和技术开发提供依据。
流体入门知识点总结图解
流体入门知识点总结图解一、流体的基本概念1. 流体概念流体是一种物质的状态,是指在外力作用下能够流动的物质,包括液体和气体。
流体具有流动性、变形性和粘性。
2. 流体性质密度:流体的质量与单位体积的比值。
比重:流体的密度与水的密度的比值。
粘度:流体的内部阻力,决定了流体的黏稠度。
3. 流体静力学基本假设(1)流体是连续的。
(2)流体是不可压缩的。
(3)流体是静止的或者静止状态的流体。
二、流体静力学1. 压力(1)压力的定义:单位面积上的力。
(2)压强:单位面积上的压力。
(3)流体的压力:液体或气体内各点的压力都相等,且在不同深度的液体中,压力与深度成正比。
2. 压力的传递液体传压:液体内各点的压力是平行的,且在各点的压力相等。
气体传压:气体内各点的压力也是平行的,但是气体的密度非常的小,所以气体的传压效应并不显著。
3. 浮力物体在液体中浸没时,液体对物体产生的向上的浮力。
浮力的大小与物体的体积成正比。
三、流体动力学1. 流体的动力学特性流体力学包括了流体的流动、旋转、涡动和湍流等特性。
2. 流体流动的分类(1)按流动程度分类:层流流动和湍流流动。
(2)按流动速度分类:亚临界流动、临界流动和超临界流动。
(3)按流动方向分类:一维流动、二维流动和三维流动。
3. 流速和流量流速:单位时间内流体通过单位横截面积的速度。
流量:单位时间内流体通过横截面的体积。
四、基本流体方程1. 连续性方程连续性方程描述了流体的流动过程中质量的守恒,表现为质量流量的守恒。
\[A_1 v_1 = A_2 v_2\]2. 动量方程动量方程描述了流体在流动过程中的动量守恒。
动量方程可以用来计算流体在流动中所受的压力和阻力。
\[F = \frac{{\Delta p}}{{\Delta t}}\]3. 质能方程质能方程描述了流体在流动过程中的能量守恒。
质能方程可以用来计算流体内能和外力对流体的功率变化。
五、流体流动的控制方程1. 泊松方程泊松方程描述了流体的流动与液体的静力平衡。
流体力学基础知识概述
流体力学基础知识概述流体力学是研究流体运动及其力学性质的学科领域,它对于了解和分析自然界中的流体现象、工程设计和科学研究都具有重要的意义。
本文将对流体力学的基础知识进行概述,帮助读者对该领域有一个全面的了解。
一、流体的特性流体是一种连续变形的物质,其特性包括两个基本的属性:质量和体积。
质量是指流体的总重量,而体积则表示流体占据的空间。
流体还具有可压缩性和不可压缩性之分,可压缩流体如气体在受力时体积可变,不可压缩流体如液体则在受力时体积基本保持不变。
二、流体的力学性质1. 流体的静力学性质:静力学研究的是流体在静态平衡下的性质。
静力学方程描述了流体静力平衡的条件,在不同的情况下有不同的方程形式。
例如,对于不可压缩流体,静力平衡方程可以表示为斯托克斯定律。
2. 流体的动力学性质:动力学研究的是流体在运动状态下的性质。
根据流体的性质和流动条件,可以使用纳维-斯托克斯方程或欧拉方程来描述流体运动。
这些方程可以通过流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒得到。
三、流体的流动类型根据流体的运动方式,流体力学将流动分为两种基本类型:层流和湍流。
层流是指流体以有序、平稳的方式流动,流线相互平行且不交叉;而湍流则是流体运动不规则、混乱的状态,流线交叉、旋转和变化。
层流和湍流的转变由雷诺数决定,雷诺数越大,流动越容易变为湍流。
雷诺数是流体力学中一个无量纲的参数,通过流体的密度、速度和长度等特性计算而来。
四、流体的流速分布流体在管道或河流等容器中的流速分布可以通过速度剖面来描述,速度剖面是指流体速度随离开管道中心轴距离的变化关系。
一般情况下,流体在靠近管道壁面处速度较小,在中心位置处速度较大。
速度剖面可用来研究流体流动的特性,例如通过计算剖面的斜率可以确定流体的平均速度。
此外,流体的速度分布还受到管道壁面的摩擦力和流体性质的影响。
五、流体的流量计算流量是指单位时间内通过某一横截面的流体体积,计算流体流量是流体力学中的一项重要任务。
流体力学的基本概念
流体力学的基本概念流体力学是研究流体在运动和静止时的物理学科,广泛应用于工程、自然科学和医学领域。
流体力学的基本概念包括:流体、速度场、流线、通量、压力、连通性、黏度等。
下面将对这些基本概念进行介绍。
1. 流体流体是指能够流动的物质,包括气体和液体。
与固体不同的是,流体没有一定的形状,并且具有很强的流动性。
流体力学研究的是在流体中运动和转化的能量和物质。
2. 速度场在流体力学中,速度场指的是在空间中的任何一个点(x,y,z)处,流体在该点的速度向量V(x,y,z)。
速度场可以用向量场表示,它是一个三维矢量,表示流体在不同点的速度和方向。
3. 流线流线是指在流体中某个时刻从每个点出发的一条曲线,它的方向与该点的速度向量方向相同。
流线可用于描述流体在空间中的流动状态,它的密度越集中,表示流体流动越迅速。
4. 通量在流体力学中,通量是指通过一定面积的流体的质量或者体积。
它可以通过流体穿过该面积的速度与面积相乘来计算。
通量是流体力学中的重要概念,与流体的流动速度和流体的面积有关。
5. 压力压力是指单位面积受到的力的大小,以牛顿/平方米表示。
在流体力学中,压力是指垂直于流体流动方向的单位面积上的压力大小,它与流体的密度和流速有关。
6. 连通性流体力学中的连通性是指流体不可穿透的性质,即两个靠近的流体体积不能相互穿透。
在流体运动中,连通性是一条重要的限制条件。
连通性是流体力学中常常需要掌握的概念,尤其是在流体的运动与静止的过程中。
7. 黏度黏度是指流体阻力的大小,它是描述流体的粘性的物理量。
黏度可以用来描述流体在运动中的阻力大小,阻力越大,黏度也就越大。
黏度是流体力学中非常重要的物理量,它影响了流体的运动和可塑性。
理解流体力学的基本概念
理解流体力学的基本概念流体力学是研究液体和气体运动行为及其相互作用的物理学科。
它是物理学的一个重要分支,对于理解自然界中的许多现象和应用于各个领域都具有重要意义。
一、流体力学的基本概念1. 流体与固体:在物质的状态中,简单的可以分成两类,即固体和流体。
固体具有一定的形状和体积,只有施加外力时才会发生形变。
而流体则没有固定的形状,可以自由流动。
流体又可以分为液体和气体两种。
2. 流动性质:流体具有高度的流动性,可以自由地扩散和传递压力。
流体的流动性质可以通过流速、流量和流态来描述。
流速是指单位时间内流过某个截面的流体体积,流量则是指通过某个横截面的单位时间内的流体体积。
流态主要分为层流和湍流两种状态,层流表示流体呈现规则的流动,湍流则表示流动混乱且不可预测。
3. 粘性:流体的粘性是指流体内部的分子或原子之间相互作用力的表现。
粘性可造成流体产生黏滞阻力,相对于非粘性流体而言,它对于流体的流动有一定的影响。
4. 流体力学的方程:流体力学的基本方程包括连续性方程、动量方程和能量方程。
连续性方程描述了流体质点的体积守恒关系,动量方程描述了流体质点的运动规律,能量方程描述了流体的能量变化。
5. 流体静力学:流体静力学研究的是静止的流体,即研究流体处于平衡状态下的性质和行为。
根据帕斯卡定律,流体中的压力是均匀的,且在任何密闭容器中,承受的压力是相等的。
二、流体力学的应用1. 工程领域:流体力学在工程领域有广泛的应用,例如飞机设计中考虑气动力学,建筑物结构设计中考虑水力学,汽车设计中考虑空气动力学等。
2. 能源领域:流体力学在能源领域也有重要应用,例如水力发电站、风力发电场的设计与优化,原油和天然气的开采与输送等。
3. 生物医学领域:流体力学对于生物体内的流体运动和血液循环等研究也起到至关重要的作用,例如心血管系统的分析和仿真。
4. 环境保护:流体力学也可应用于环境保护领域,例如水污染源的追踪与控制,大气污染模拟与治理等。
化工原理第一章流体力学
反映管路对流体的阻力特性
表示管路中流量与压力损失之间 关系的曲线
管路特性曲线的概念
01
03 02
管路特性曲线及其应用
管路特性曲线的绘制方法 通过实验测定一系列流量下的压力损失数据 将数据绘制在坐标图上,并进行曲线拟合
管路特性曲线及其应用
01 管路特性曲线的应用
02
用于分析管路的工作状态,如是否出现阻塞、泄漏等
流速和流量测量误差分析
• 信号处理误差:如模拟信号转换为数字信 号时的量化误差、信号传输过程中的干扰 等。
流速和流量测量误差分析
管道截面形状不规则
导致实际流通面积与计算流通面积存在偏差。
流体流动状态不稳定
如脉动流、涡街流等导致流量波动较大。
流速和流量测量误差分析
仪表精度限制
仪表本身的精度限制以及长期使用后的磨损等因素导 致测量误差增大。
流体静压强的表示
方法
绝对压强、相对压强和真空受力平衡条件,推导出流体平 衡微分方程。
流体平衡微分方程的物理意义
描述流体在静止状态下,压强、密度和重力 之间的关系。
流体平衡微分方程的应用
用于求解流体静力学问题,如液柱高度、液 面形状等。
重力作用下流体静压强的分布规律
连续介质模型的意义
连续介质模型是流体力学的基础,它 使得我们可以运用数学分析的方法来 研究流体的运动规律,从而建立起流 体力学的基本方程。
流体力学的研究对象和任务
流体力学的研究对象
流体力学的研究对象是流体(包括液体和气体)的平衡、运动及其与固体边界的相互作 用。
流体力学的任务
流体力学的任务是揭示流体运动的内在规律,建立描述流体运动的数学模型,并通过实验和 计算手段对流体运动进行预测和控制。具体来说,流体力学需要解决以下问题:流体的静力
流体力学的基本概念与原理
流体力学的基本概念与原理引言:流体力学是研究流体运动规律的学科,涉及广泛且应用领域广泛。
本文将介绍流体力学的基本概念与原理,包括流体、流体静力学、流体动力学以及相关应用等方面的内容。
一、流体的基本特性流体是指能够流动的物质,主要包括液态流体和气态流体。
相较于固体,流体具有以下基本特性:1. 流动性:流体能够在物体表面滑动或流动。
2. 不可压缩性:理想流体在正常条件下几乎不可压缩,而实际流体也只在极高压力下才会发生明显的压缩。
3. 连续性:流体不存在间断,可以填充空间。
4. 流体内部分子间力的相对较小:流体分子间的相互作用力相对较弱,以致于在外力作用下,流体分子会相对较快地改变位置。
二、流体静力学流体静力学研究的是处于静止状态的流体,主要涉及以下概念与原理:1. 压强:压强是流体对单位面积上的压力。
根据帕斯卡原理,流体中的压强在各个方向上都是相等的。
2. 大气压:大气压是指大气对物体单位面积上的压力,通常用标准大气压作为基准。
3. 浮力:根据阿基米德原理,浸在液体中的物体会受到一个向上的浮力,其大小等于物体排斥液体的重量。
4. 斯托克斯定律:斯托克斯定律描述了粘性流体中小球的受力情况,根据该定律,小球的阻力与小球半径、流体黏度以及小球速度有关。
三、流体动力学流体动力学研究的是流体在运动过程中的行为,主要涉及以下概念与原理:1. 流速与流量:流速是单位时间内通过某个截面的流体体积,流量是单位时间内通过某个截面的流体质量或体积。
2. 流体动能:流体动能是流体由于运动而具有的能量,与流体的质量和速度有关。
3. 费诺特定律:费诺特定律是描述粘性流体内摩擦力与流速梯度之间关系的定律,根据该定律,粘性流体内部存在着滑动摩擦和黏滞摩擦。
4. 贝努利定律:贝努利定律描述了在不可压缩、稳定流动的流体中,沿着流线速度增大的地方,压强会减小;反之,速度减小的地方,压强会增大。
四、流体力学的应用流体力学的研究内容和应用广泛,常见的应用领域包括但不限于:1. 水力学:研究水的流动、水耗等问题,广泛应用于水利工程、水电站等领域。
流体力学知识点
流体力学知识点
流体力学(Fluid mechanics)是研究在不压缩前提下运动的流体(包括气体和液体)运动规律及其在实际问题中的应用的科学。
下面是一些流体力学的知识点:
1. 流体概念:流体是指那些具有自由形态的物质,包括液体和气体。
与之相对的是固体,它们的形状和容积是固定的。
2. 流量和流速:流量是指在单位时间内流体穿过某一截面积的体积,通常用Q表示。
流速是流体穿过单位截面的速度,通常用v表示。
3. 黏性:黏性是流体抵抗形变的能力,也就是流体对于剪切力的反应。
黏性可以影响流体的流动行为,如引起粘滞力、涡旋等。
4. 涡旋和湍流:涡旋是流体中的一种自旋结构,能够影响周围流体的运动。
当流速足够高或管道过窄时,涡旋可以导致湍流,这对于流体的传输和控制有重要的影响。
5. 流体静力学:流体静力学是研究静止流体的行为和力学性质的学科,例如容器中的压强、静水压、浮力,以及流体静态的稳定性和压强分布等。
6. 流体动力学:流体动力学是研究流体在运动状态下行为和性质的学科。
它主要研究流体的动量、能量、质量守恒,并探讨流体在各种条件下的运动规律。
以上是一些流体力学的基本知识点,涵盖了流体特性、流动规律、流体静力学和流体动力学等方面。
流体力学在许多领域有广泛的应用,如工程、航天、海洋、气象等,都离不开对流体物理规律的深入理解和应用。
流体力学知识点
流体力学知识点流体力学是研究流体(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、化工、生物医学等。
下面我们来一起了解一些流体力学的重要知识点。
一、流体的性质流体具有易流动性,即它们在微小的切应力作用下就会发生连续的变形。
流体的密度和黏度是两个重要的物理性质。
密度是指单位体积流体的质量。
对于均质流体,密度是一个常数;对于非均质流体,密度会随位置而变化。
例如,空气在不同高度的密度不同。
黏度则反映了流体内部的内摩擦力。
黏度大的流体,如蜂蜜,流动起来比较困难;而黏度小的流体,如水,流动相对容易。
二、流体静力学流体静力学主要研究静止流体的压力分布规律。
帕斯卡定律指出,在密闭容器内,施加于静止液体上的压力将以等值传递到液体各点。
这在液压系统中有着重要的应用。
另一个重要的概念是浮力。
当物体浸没在流体中时,它受到的浮力等于排开流体的重量。
这就是阿基米德原理。
例如,船舶能够漂浮在水面上,就是因为受到的浮力等于其自身的重量。
三、流体运动学流体运动学关注流体的运动方式和描述方法。
流线是用来描述流体流动的重要概念。
流线是在某一瞬时,在流场中画出的一条空间曲线,在该曲线上,流体质点的速度方向与曲线相切。
流量是指单位时间内通过某一截面的流体体积或质量。
四、流体动力学流体动力学研究流体运动与受力之间的关系。
伯努利方程是流体动力学中的一个关键方程,它表明在理想流体的稳定流动中,沿着一条流线,总水头(位置水头、压力水头和速度水头之和)保持不变。
例如,在水平管道中,流速大的地方压力小,流速小的地方压力大。
这可以解释为什么飞机机翼上方的流速快、压力低,从而产生升力。
五、黏性流体的流动实际流体都具有黏性。
在黏性流体的流动中,会产生内摩擦力,导致能量损失。
层流和湍流是两种常见的流动状态。
层流时,流体的质点作有规则的平行运动,各层之间互不干扰;而湍流时,流体的质点作不规则的随机运动。
《流体力学基础知识》课件
流体抵抗剪切力的性质,粘性大小与流体的种类和温度有关。
流动模型
根据流体的粘性和流动特性,建立各种流动模型,如层流、湍流等。
06
流体力学在工程中的应用
流体输送与管道设计
总结词
流体输送与管道设计是流体力学在工程 中的重要应用之一,主要涉及流体在管 道中的流动规律和设计原则。
VS
详细描述
在工业生产和城市供水中,需要利用流体 力学的原理进行管道设计和流体输送,以 实现高效、低能耗的流体传输。管道设计 需要考虑流体的流速、压力、粘度等参数 ,以及管道的材质、直径、长度等因素, 以确保流体输送的稳定性和可靠性。
流体力学的发展历程
要点一
总结词
流体力学的发展历程及重要事件
要点二
详细描述
流体力学的发展历程可以追溯到古代,但直到17世纪才真 正开始形成独立的学科。在17世纪到20世纪期间,许多科 学家和工程师为流体力学的发展做出了重要贡献,如伯努 利、欧拉、斯托克斯等。随着科技的发展,流体力学在理 论和实践方面都取得了巨大的进步,为人类社会的进步和 发展做出了重要贡献。
3
流体流动的连续性原理
在流场中任取一元流管,流进和流出该元流的流 量相等。
流体流动的能量传递与转换
压力能传递
流体在流动过程中,压力能可以传递给其他流体 或转化为其他形式的能量。
动能转换
流体的动能可以转换为其他形式的能量,如压能 、热能等。
热能传递
流体在流动过程中,可以与周围介质进行热能交 换,实现热量的传递。
流体流动的阻力与损失
摩擦阻力
流体在管道中流动时,由于流体的粘性和管壁的粗糙度,会产生 摩擦阻力。
局部阻力
流体在通过管道中的阀门、弯头等局部构件时,会产生局部阻力。
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。
流体力学相关知识点
流体力学相关知识点流体力学是一门研究流体(液体和气体)的力学行为的学科。
以下是流体力学中的一些基本概念和知识点:1. 牛顿粘性定律:流体力学中的内摩擦力或粘性力,与相对速度梯度和接触面面积成正比,与流体的物理属性(粘度)有关。
2. 伯努利定理:在不可压缩、无粘性的理想流体中,流体的总能量(动能+势能)沿流线保持不变。
3. 斯托克斯定理:在重力和表面张力作用下的粘性流体,如果流动是小扰动引起的,则流线是围绕封闭曲线的闭合曲线。
4. 泊肃叶定律:在一定条件下,粘性流体在管道中流动时,其流量Q与管道半径r,流体粘度μ及管道长度L成正比,与压强差ΔP成正比。
5. 库塔流定理:在二维不可压缩、无粘性的理想流体中,如果存在一个封闭的不可穿透的曲线(库塔流线),则在该曲线所包围的区域内,存在一个与之相对应的稳定流体运动。
6. 欧拉方程:描述了流体运动的动量变化率等于外力(体积力与表面力之和)对该流体微元的作用。
7. 雷诺方程:描述了粘性流体在管内层流时,其动量方程如何受到粘性的影响。
8. 纳维-斯托克斯方程:描述了考虑粘性效应的流体运动的动量、能量和组分变化等基本方程。
9. 普朗特边界层方程:描述了流体在物体表面附近形成边界层后,边界层的动量、能量和组分变化等基本方程。
10. 流体静力学:研究流体静止时的平衡状态及对固体壁面的压力和作用力。
11. 流体动力学:研究流体运动的基本规律,包括速度场、压力场、温度场等。
12. 湍流理论:研究湍流的形成、发展和衰减机理,建立湍流模型并求解湍流运动的基本方程。
13. 流动稳定性理论:研究流体运动的稳定性问题,分析流体微小扰动的发展和演化过程。
14. 计算流体力学:通过数值方法求解流体力学的基本方程,模拟和分析流体运动的规律和特性。
以上是流体力学中的一些基本概念和知识点,它们是理解和解决实际工程问题的基础。
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。
第一节 流体力学基础知识
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3.密度与容重的关系
GMgg
VV
4.密度和容重与压力、温度的关系
❖ 压力升高
流体的密度和容重增加;
❖ 温度升高
流体的密度和容重减小。
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(二)流体的粘滞性
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1. 流体粘滞性的概念
流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩
擦力(粘滞力)以反抗流体相对运动的性质。
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注意:自然界中都是非恒定流,工程中取为恒定流。
3、流线与迹线 (1)流线:同一时刻连续流体质点的流动方向线。 (2)迹线:同一质点在连续时间内的流动轨迹线。
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4、均匀流与非均匀流 (1)均匀流:流体运动时,流线是平行直线的流 动。 (2)非均匀流:流体运动时,流线不是平行直线 的流动。
化时,迫使主流脱离边壁而形成漩涡,流体质点间产 生剧烈的碰撞,所形成的阻力。
局部水头损失 ------为了克服局部阻力而消耗的单
-68KN/m2;68KN/m2
2、绝对压力为0.4个大气压,其真空度为(D )。
A.0.4个大气压
B.0.6个大气压
C.—0.4个大气压
D.—0.6个大气压
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练习
3、油的密度为800kg/m3,油处于静止状态,油面与大气接触,
则油面下0.5m处的表压强为 kPDa。
(A)0.8 ;(B)0.5;(C)0.4;(D)3.9
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作业
• 水在粗细不均匀的水平管中作稳定流动。已知截面S1处 的压强为110Pa,流速为0.2m/s,截面S2处的压强为5Pa, 求S2处的流速(内摩擦不计)。
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(二)实际气体总流的能量方程式
流体力学的基本概念和原理
流体力学的基本概念和原理流体力学是物理学中研究流体运动以及其力学性质的学科。
在工程学、地球科学和生物学等领域中都有广泛的应用。
本文将介绍流体力学的基本概念和原理。
一、流体的定义和性质流体是指能够流动的物质,包括液体和气体。
相比固体,流体的特点是没有一定的形状和体积,能够适应所处容器的形状和体积。
流体的性质包括密度、压力、粘性等。
1. 密度:流体的密度定义为单位体积内的质量,通常用符号ρ表示。
密度越大,单位体积内的质量越多,流体的惯性越大。
2. 压力:流体由于自身重力和外界作用力而产生的分子间压力,即压强。
单位面积的压力常用符号p表示。
3. 粘性:流体的内部存在分子间的相互作用力,这种内部摩擦力使得流体具有黏性,即粘稠度。
二、流体流动的基本特征流体力学研究的核心是流体的运动问题。
流体的流动可以分为稳定流动和非稳定流动两种状态。
1. 稳定流动:当流体在一段时间内保持流速和流向不变时,称为稳定流动。
稳定流动的流速分布是均匀的,流体各处的速度相等。
2. 非稳定流动:当流体的流速和流向随时间变化时,称为非稳定流动。
非稳定流动的流速分布不均匀,流体各处的速度不等。
三、流体运动的描述为了更准确地描述流体的运动,流体力学引入了速度场和流线两个概念。
1. 速度场:速度场是指在流体中任意一点上的瞬时速度。
它可以用速度向量来表示,速度向量的大小表示速度的大小,方向表示速度的方向。
2. 流线:流线是指沿着流体的运动方向而形成的曲线。
流线上的任意一点的速度矢量和流线切线方向相同。
流线的密度越大,流体的速度越大。
四、流体运动的基本原理流体力学的研究依赖于一些基本原理,其中包括连续性方程、动量方程和能量方程。
1. 连续性方程:连续性方程表明流体在任意两个相邻截面上的质量流量相等。
它可以通过质量守恒定律推导得到。
2. 动量方程:动量方程用于描述流体中的力学行为。
根据牛顿第二定律,流体中单位体积的动量随时间的变化率等于由外力和压力产生的合力。
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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流体力学基本概念和基础知识流体力学基本概念和基础知识(部分)1.什么是粘滞性?什么是牛顿内摩擦定律?不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体?流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质 dydu A T μ= 满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体 请阐述液体、气体的动力粘滞系数随着温度、压强的变化规律。
水的黏滞性随温度升高而减小;空气的黏滞性随温度的升高而增大。
(动力粘度μ体现黏滞性)通常的压强对流体的黏滞性影响不大,但在高压作用下,气液的动力黏度随压强的升高而增大。
2.在流体力学当中,三个主要的力学模型是指哪三个?并对其进行说明。
连续介质(对流体物质结构的简化)、无黏性流体(对流体物理性质的简化)、不可压流体(对流体物理性质的简化)3.什么是理想流体?不考虑黏性作用的流体,称为无黏性流体(或理想流体)4.什么是实际流体? 考虑黏性流体作用的实际流体5.什么是不可压缩流体?流体在流动过程中,其密度变化可以忽略的流动,称为不可压缩流动。
6.为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线?流体在静止时不能承受拉力和切力,所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向7.为什么水平面必是等压面?由于深度相等的点,压强也相同,这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面,可见水平面是压强处处相等的面,即水平面必是等压面。
8.什么是等压面?满足等压面的三个条件是什么?在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。
满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。
9.什么是阿基米德原理?无论是潜体或浮体的压力体均为物体浸入液体的体积,也就是物体排开液体的体积。
10.潜体或浮体在重力G和浮力P的作用,会出现哪三种情况?重力大于浮力,物体下沉至底。
重力等于浮力,物体在任一水深维持平衡。
重力小于浮力,物体浮出液体表面,直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。
11.等角速旋转运动液体的特征有那些?(1)等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇;(2)在同一水平面上的轴心压强最低,边缘压强最高。
12.什么是绝对压强和相对压强?两者之间有何关系?通常提到的压强是指绝对压强还是相对压强?1个标准大气压值以帕(Pa)、米水柱(mH2O)、毫米水银柱(mmHg)表示,其值各为多少?绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。
相对压强:当地同高程的大气压强ap为零点起算的压强。
压力表的度数是相对压强,通常说的也是相对压强。
1atm=101325pa=10.33mH2O=760mmHg.13.什么叫自由表面?和大气相通的表面叫自由表面。
14.什么是流线?什么是迹线?流线与迹线的区别是什么?流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线,此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合,这条曲线叫流线。
区别:迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。
流线是由无究多个质点组成的,它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。
而迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。
15.什么是流场?我们把流体流动占据的空间称为流场16.什么是欧拉法?什么是拉格朗日法?欧拉法:通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。
拉格朗日法:通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。
17.什么是恒定流动?什么是非恒定流动?什么是均匀流?什么是非均匀流?什么是急变流?什么是渐变流?运动平衡的流动,各点流速不随时间变化,由流速决定的压强、粘性力也不随时间变化,这种流动称之为恒定流动反之为非恒定流动。
质点流速的大小和方向均不变的流动叫均匀流动,反之为非均匀流动。
不均匀流动又按流速随流向变化的缓急,分为渐变流和急变流18.应用恒定总统能量方程时,为什么把过流断面选在渐变流段或均匀流段?19.因为建立恒定总流的伯努利方程时,把(z+P/pg)作为常熟提到积分号外面,只有渐变流断面或均匀流断面的(Z+P/pg)=C。
19.在写总流能量方程时,过流断面上的代表点、基准面是否可以任意选取?为什么?可以,因为渐变流断面或均匀流断面上(Z+P/pg)=C20.动能修正系数?动量修正系数?二者的大小和速度分布有何关系?动能修正系数:总流有效断面上的实际动能对按平均流速算出假象动能的比值,流速分布越不均匀,值越大。
动量修正系数:实际动量和按照平均流速计算的动量的比值,流速分布越不均匀,值越大。
21.什么是沿程损失?什么是局部损失?紊流流态下,管内沿程阻力系数的变化规律?在沿程不变的管段上,流动阻力沿程也基本不变,称这类阻力为沿程阻力,克服沿程阻力引起的能量损失为沿程损失。
在边壁急剧变化的区域,阻力主要地集中在该区域中及其附近,这种集中分布的阻力称为局部阻力。
克服局部阻力的能量损失为局部损失。
紊流光滑区(Re ≥4000) (Re)f =λ22.雷诺实验揭示了流体存在两种流态,它们是如何定义的?判别流态的准则是什么?并阐述其物理意义。
对有压圆管流,判别准则的临界值为多少?层流:各液层间毫不相混,分层有规则的流动状态。
紊流:液体质点的运动轨迹是极不规则的,各部分流体相互剧烈掺混。
用临界雷诺数作为判断准则,圆管流临界雷诺数等于200023.圆管层流流速分布规律?切应力的分布规律?)(420r r J u -=μγ γ——容重;J ——水力坡度;μ——动力黏度;0r ——管半径 J R g '=ρτ R '——对应的水力半径24.尼古拉兹实验中,沿程阻力系数的变化曲线分为哪几个区域?请分别阐述其变化规律?湍流三个不同流区沿程阻力系数的影响因素以及形成不同流区的根本原因。
层流区;层,紊流过渡区;紊流光滑区;紊流过渡区;紊流粗糙区25.相同的水力条件下,孔口自由出流的流量与管嘴出流的流量相比较,哪一个大?为什么会产生这种现象?管嘴正常工作的条件是什么?在相同条件下,管嘴的过流能力是孔口的 1.32倍。
收缩断面处真空起的作用。
圆柱形外管嘴的正常工作条件:作用水头 H0≤9.3m,管嘴长度l=(3~4)d.26.什么叫孔口自由出流和淹没出流?在容器侧壁或底壁上开一孔口,容器中的液体自孔口出流到大气中,称为孔口自由出流。
如出流到充满液体的空间,则称为淹没出流。
27.什么是有旋流动?什么是无旋流动?流体微团的旋转角速度不完全为零的流动称为有旋流动,流场中各点旋转角速度等于零的运动,成为无旋运动。
28.在流体力学中,拉格朗日分析法和欧拉分析法有何区别?拉格朗曰法着眼于流体中各质点的流动情况跟踪每一个质点观察与分析该质点的运动历程然后综合足够多的质点的运动情况以得到整个流体运动的规律。
欧拉法着眼于流体经过空间各固定点时的运动情况它不过问这些流体运动情况是哪些流体质点表现出来的也不管那些质点的运动历程因此拉格朗曰分析法和欧拉分析法是描述流体的运动形态和方式的两种不同的基本方法。
29.什么叫流管、流束、过流断面和元流?流线组成的管状流面,称为流管。
流管以内的流体,称为流束。
垂直于流束的断面称为流束的过流断面,当流束的过流断面无限小时,这根流束就称为元流。
30.什么是入口段长度?对于层流、紊流分别用什么表示?从入口到形成充分发展的管流的长度称为入口段长度,以Xe 表示。
层流:Xe/d=0.028Re.紊流:Xe/d=50.31.什么是单位压能?压力作功所能提供给单位重量流体的能量,称为单位压能32.什么是几何相似、运动相似和动力相似?什么是力学相似?几何相似是指流动空间几何相似,即形成此空间任意相应两线段交角相同,任意相应线段长度保持一定的比例。
运动相似是指两流动的相应流线几何相似,即相应点的流速大小成比例,方向相同。
动力相似是指要求同名力作用,相应的同名力成比例。
33.要保证两个流动问题的力学相似所必须具备的条件是什么?如果两个同一类的物理现象,在对应的时空点上,各标量物理量的大小成比例,各向量物理量除大小成比例外,且方向相同,则称两个现象是相似的。
要保证两个流动问题的力学相似,必须是两个流动几何相似,运动相似,动力相似,以及两个流动的边界条件和起始条件相似。
34.什么是因次(量纲)?什么是因次(量纲)分析法?因次是指物理量的性质和类别。
因次分析法就是通过对现象中的物理量的因次以及因次之间互相联系的各种性质的分析来研究对象相似性的方法。
35.什么是量纲(因次)和谐原理?试举例说明。
完整的物理方程式中的各项的因次应相同的性质36.为什么虹吸管能将水输送到一定的高度?因为虹吸管内出现真空37.什么是泵的扬程?泵所输送的单位重量流量的流体从进口道出口能量的增值,也就是单位重量流量的流体通过泵所获得的有效能量。
38.什么是水力半径?什么是当量直径?水力半径:过流断面面积与湿周的比值。
当量直径=4乘以水力半径。
39.什么是气蚀现象?产生气蚀现象的原因是什么?气蚀指浸蚀破坏材料之意,它是空气泡现象所产生的后果。
产生原因:泵的安装位置高出吸液面的高度太大;泵安装地点的大气压太低;泵所输送的液体的温度过高。
40.试述沿程阻力系数的变化规律?什么是水力光滑?当层流次层的厚度大于壁面粗糙度的尺寸时,粗糙凸出的尺寸淹没在层流次层中,绝对粗糙度对液流没有影响,这种区域称为水力光滑区。
41.什么是沿程损失?沿程阻力系数与哪些因素有关?在沿程不变的管段上,流动阻力沿程也基本不变,称这类阻力为沿程阻力,克服沿程阻力引起的能量损失为沿程损失。
与雷诺数和管壁粗糙度有关42.什么是滞止参数?气流某断面的流速,设想以无摩擦绝热过程降低至零时,断面各参数所达到的值,称为气流在该断面的滞止参数。
滞止参数一下标“0”表示43.气流速度与断面的关系有哪几种?M<1为亚音速流动,说明速度随断面的增大而减慢;随断面的减少而加快。
M>1为超音速流动,说明速度随断面的增大而加快;随断面的减少而减慢。
M=1既气流速度与当地音速相等,此时称气体处于临界状态。
44.自由紊流射流的运动,动力特征是什么?在自由紊流射流的主体段,射流各断面上速度分布是相似的,轴线速度越来越小,横截面积越来越大,质量流量也越来越大;个横截面上的动量守恒。
45.何为自由射流?何为受限射流?试述两种射流的结构图形,并对比有何异同?出流到无限大空间中,流动不受固体边壁的限制,自由射流;反之为受限射流。
受限射流的射流半径和流量不是一直增加,增大到一定程度后反而逐渐减小,使其边界线呈橄榄形48.紊流中为什么存在粘性底层?其厚度与哪些因素有关?其厚度对紊流分析有何意义?在近壁处,因液体质点受到壁面的限制,不能产生横向运动,没有混掺现象,流速梯度du/dy很大,粘滞切应力τ=μdu/dy仍然起主要作用。
粘性底层厚度与雷诺数、质点混掺能力有关。