流体力学基本知识修改

【解】：根据公式： P0+γ (h-Z)=P
表
则：P0=4.9-9.8×(1.5-0.5)=-4.9 kPa。
答：水面相对压强P0为-4.9kPa。
2.3 流体运动基本规律
2.3.1基本概念 1.压力流和无压流、射流 压力流是流体在压差作用下流动时，流体整个周围都和固体壁 面相接触，没有自由表面。 无压流是液体在重力作用下流动时，液体的部分周界与固体壁 面相接触，部分周界与气体相接触，形成自由表面。 射流指流体的整个周界都包围在液体或气体之中。
2.2 流体静压强的基本概念
2.2.1流体静压强及其特性 流体静压强具有两个重要特性： 1.流体静压强永远垂直于作用面，并指向该作用面的内法 线方向。 2.静止流体中任一点的静压强只有一个值，与作用面的方 向无关，即任意点处各方向的静压强均相等。
2.2.2流体静压强的分布规律：PB=Po+γh
2.2.3压强的度量和单位 流体静压强有两种表示方法。
1.绝对压强
以绝对真空为零算起的压强，用PA表示。绝对压强永远是正
值.
2.相对压强
以当地大气压强 Pa为零算起的压强，一般的压力表测量出的 压强即为此压强，用 p表示。相对压强可以是正值，也可以是
负值。当某点的绝对压强高于大气压强时，相对压强值为正， 相对压强的正值称为正压(即压力表读数)；某点的绝对压强低 于大气压强时，相对压强值为负，相对压强的负值称为负压。 相对压强与绝对压强之间的关系用下式表示：
2.1.4表面张力 液体表面，包括液体与他种流体或固体的接触表面，存在着一 种力图使液体表面积收缩为最小的力，称为表面张力。
2.1.5作用于流体上的力ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
作用于流体上的力包括质量力和表面力两大类
1．质量力 质量力是指作用在流体每个质点上的力，其大小与流体的质量 成正比。常见的质量力有重力和各种惯性力(如直线加速运动时 的直线惯性力和圆周运动时的离心力等)。 2．表面力 表面力是指作用在流体表面上的力，其大小与受力表面的面积 成正比。它包括有表面切向力(摩擦力)和法向力(压力)。
在建筑设备工程中，除水击和热水循环系统外，一般计算均不 考虑液体的压缩性和热膨胀性。
??
?0
1 ? ?（ t-t 0 )
? 图示为一采暖系统，水温升高 后引起体积膨胀，为防止管道 及散热器片涨裂设置上部水箱， 已知系统内的水的总体积 V=8m3，加热前后温差为 △t=50℃，水的膨胀系数 α =0.005，求膨胀水箱的最小 容积。
5.过流断面、流量和断面平均流速 过流断面是流体运动时，与元流或总流全部流线正交的横断面， 用 A表示。 均匀流的 过流断面为平面；渐变流的过流断面可视为平面； 非均匀流的过流断面为曲面。
流量是流体运动时单位时间内通过过流断面的流体的多少。
Q=vA
湿周：过流断面上流体与固体面接触的周界，用x表示，单位
2.2.4压强的测量 ⒈液柱测压计 ⒉压力表和真空表
封闭水箱如图示，已知自由面压强 Po=130000Pa，箱外当地大气压强 Pa=101325Pa，求A点的绝对压强和相对 压强
如图所示封闭水箱中，水深h=l.5m的A
点上安装一压力表，其中心距A点Z=0.5 m，压力表读数为4.9kN／m2，求水面相 对压强P0=?
? 2.1.3黏性
? 流体的黏性是在流动中呈现出来的。当相邻的流体层有 相对移动时，各层之间因具有黏性而产生摩擦力。摩擦 力使流体摩擦而生热，流体的机械能部分地转化为热能 而损失掉。所以，运动流体的机械能总是沿程减少的。
通常用动力黏性系数μ表示流体黏性的大小，它决定于流体的 种类和温度，通常也称为黏度或动力黏度。流体黏性除用动力 黏性系数μ表示外，还常用运动黏性系数或运动黏度υ表示，单 位m2/s。
2.恒定流动和非恒定流动
3.流线和迹线 它上面所有流体质点在该时刻的流速矢量都与这条曲线相切， 这条曲线就称为该时刻的一条流线。 流体中某一个质点在连续时间内的运动轨迹称为迹线，它反映 了流场中某一特定质点在不同时刻的运动轨迹。
4.均匀流和非均匀流 均匀流是流体运动时流线是平行直线的流动。非均匀流是流体 运动时流线不是平行直线的流动。
P=PA-Pa
相对压强为负值时，流体处于低压状态，通常用真空度(或真空
压强)来度量流体的真空程度。用pk表示，即
pk=Pa-PA=- p
真空度实际上等于负的相对压强的绝对值，有时也称为“负压 ”。某点的真空度愈大，说明它的绝对压强越小。真空度达到 最大值时，绝对压强为零，处于完全真空状态；真空度的最小 值为零,即绝对压强等于当地大气压强。真空度在0～98KN/m2 的范围内变动。
为m或cm。 水力半径：
R? A x
2.4恒定流的连续性方程和能量方程
1.4.1恒定流的连续性方程
恒定流连续性方程是流体运动的基本方程之一，它的形式简 单但是应用广泛。
? 1Q1 ? ? 2Q 2
? 1??1 1 ? ? 2? 2? 2
如图所示水箱水管系统，水从水箱流经直径为d=2.5cm的管道流 入大气中。当出口流速为10m／s时，求质量流量Qg=?
【解】根据公式Qg=ρ Av= ρ 1/4π d2v =1000 ×1/4 ×3.14 ×0.0252 × 10=4.9kg／s
答：所以水的质量流量Qg为4.9kg／s。
如图所示的管段，已知dl=2.Ocm，d2=4.5cm，d3=7.5cm，流量 Q=5L／s，求各管段的平均流速
第二章 流体力学基本知识
了解流体力学的主要内容；掌握流体的主要物 理性质；掌握流体静压强的分布规律和压强表 示方式；掌握流体运动的基本规律和流体能量
损失。
2.1 流体的主要物理性质
2.1.1流体的密度和容重 单位体积的流体所具有的质量称为密度，用ρ表示(kg/m3)。
??m
V
单位体积流体的重量(力)称为容重。用γ表示(N/m3)。 ??G
V
由牛顿第二定律G=mg，可知流体的容重和密度有如下的关系
γ=ρg
2.1.2流体的压缩性和热膨胀性
当流体所受压力增大时，其体积缩小，密度增大，这种性质称 为流体的压缩性。流体压缩性的大小，一般用压缩系数β来表示。
流体因温度升高使原有的体积增大，密度减小的性质称为流体 的热膨胀性。热膨胀性的大小用热膨胀系数α来表示。