1.1流体力学基础知识PPT课件

由于动能和势能在一定条件下可以相互转 化，所以对应的，流体的流动速度和流体 的静压力也可以按照一定条件进行相互转 化，同时可以建立等量关系，列出相应的 方程。
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*动压力、静压力和全压力
在液体内部取一个边长很小的立方体分析其六面 受力情况。显然，对于静止的流体，六个面受力 相等，但是对于向一定方向稳定流动的流体，迎 着流动方向一面受力要大于其他五个面。
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五、流动阻力损失
在制冷与空调系统中，制冷剂、空调用水 及空气在管道中流动时，都会受到流动阻 力作用。流体克服流动阻力运动必然有部 分机械能转换为热能耗散掉，产生能量损 失。这些能量损失会明显的降低设备的效 率。在设计制冷与空调系统的各种管路和 选择泵与风机时，必须考虑各种流动阻力 产生的能量损失。
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（四）流体的粘滞性
所有的流体都有粘滞性，这是由于分 子之间的引力造成的，粘滞性会影响流体 流动的性质，粘滞性的大小可以用粘度来 衡量。粘度越大的流体其流动的时候阻力 越大。
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例子：水、食用油、热沥青的粘性和流 动性比较。
理想流体：粘滞性会使得流体流动复杂 化，为了简化问题分析，引入理想流体的 概念：没有粘滞性的流体即是理想流体。 对于粘滞性较小的流体，比如水，在很多 情况下可以忽略其粘滞性，将其视作理想 流体。但是在涉及较远距离输送的时候则 必须考虑粘滞阻力造成的影响。
第一章 制冷与空调技 术理论基础
第一部分 工程流体力学基础知识
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一、流体的主要物理性质
（一）密度和比体积 单位体积物质具有的质量，称为该物质的密度，用希
腊字母ρ表示。
密度的倒数称为比体积，也叫做比容，用字母v表示， 含义是单位质量物质所占的空间体积。
（二）重度 单位体积物质具有的重量称作重度，用希腊字母γ表示
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二、流体的静压力
静止流体内部单位面积上的法向表面里叫做静压力，即物 理学上所说的静压强。
流体静压力是具有能量意义的，和静压力相关的是流体的 分子势能，也叫做压力势能。
液体静压力分布规律： 1.液体内部静压力大小p=p0+γh 或 p=p0+ρgh，其中p0为液面
绝对压力p、表压力pe、大气压力pa之间关系为：
pe=p-pa 或 p=pe+pa
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四、伯努利方程及其应用
一元稳定流动和伯努利方程是工程流体力 学种非常基础和重要的知识，但是相对于 楼宇专业，其作用不是太大，而且难度较 高，因此本部分知识不做太深入的讲解， 只选取其中对于与我们专业比较有用的内 容进行讲授。
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实际上，同学们高中学习物理的机械能守恒定律 的方程表达式：
也可以按照刚才的做法化简，得到：
很明显，其中
是静压力，
而其中的
则称作动压力
动压力具有方向性，其方向和速度方向相同。
静压力和东压力的和称作全压力。
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伯努利方程应用举例：毕托管测流速
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（一）、一元稳定流动
有关一元稳定流动的相关概念作为了解性内容 由同学们自己学习了解。需要强调的是：
流量和平均流速
单位时间内流过过流截面的流体量称作流量。 分质量流量qm和体积流量qV。
由于流体具有粘滞性，过流截面上各点流速大 小一般不等，工程上为简化计算，引入平均流速的 概念。体积流量qV，截面面积A，平均流速ω之间 的关系为：
源自文库
质量流量与体积流量的关系是：
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（二）、伯努利方程
伯努利方程的本质是一个能量方程，列出 这个方程的基础是机械能守恒定律。
对于理想流体，由于没有粘滞阻力损失， 所以在流动过程中应当满足机械能守恒， 即动能和势能的总和不变。对于流体来说， 其中的动能部分自然和流体的流速有关， 而势能部分则和流体的静压力有关。
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狂风可以吹倒大树，洪水可以冲垮房屋，说明告 诉流动的流体可以对阻碍物产生巨大的作用力。
如果对流体种向这阻碍物冲过去的一个分子的运 动情况进行分析，发现其速度在与阻碍物接触后 会明显的减小甚至于静止下来，而与此同时，巨 大的压力产生了。
将盛满谁的桶底部钻一
个洞，会有水流喷出，
处压力大小。
2.取流体内部任意一点，该点处各个方向上 的静压力大 小相等。
3. p0一定时，流体内部同一深度各点静压力大小相等，构 成一个等压面，该等压面为水平面。
4.静压力分布与容易形状无关，连通器内等压面仍然是水 平面。
5.p0变化时，液体内部各点静压力将做同样变化，说明外界 压力可以等值的在液体内部向各个方向进行传递。
测量其压力，发现小于
同等高度的桶的内部。
显然，流体的静压力转
变为流体的速度了。
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结论： 流体的静压力和流体的速度可以在一定
条件下相互转化，这种转化是基于机械能 守恒条件下，势能和动能之间的转化。 1. 动能与势能转化满足
2. p0=0时静压力 p=ρgh 将方程1等式两边消去m，再乘以ρ得到：
重度与密度的关系为： γ= ρg
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（三）流体的压缩性和热胀性
一定量的流体所受外界压力增大的时 候，其体积将缩小，密度会增大，该性质 称为流体的压缩性。
一定量的流体受热温度升高的时候， 其体积将增大，密度会减小，该性质称为 流体的热胀性。
气体的压缩性必液体显著的多，一般 将液体视为不可压缩流体。在一些情况下 （如空气沿通风管道前进）也将气体视作 不可压缩流体。于此同时，我们对于液体 的热胀性要给予足够的认识和重视。如高 楼水系统种一般设置膨胀水箱。
对于气体，高度差不大时，一般忽略公式中后一项，认为
2021/气3/9 体内部压力与所受外界授压课：力XXX相等，即p=p0 。
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三、绝对压力与表压力
由p=p0+γh表示的流体静压力是流体的绝对压力， 它是以绝对真空为压力零点计算的流体静压力，代 表流体内部某一点的实际压力。
工程上使用的测压仪表自身也处于大气压力的作用 下，他们在当地大气压力下示数为零。用仪表测量 流体压力得到的读数只反应流体压力比当地大气压 力高或者低多少，其实是一个压力差，因此叫做表 压力。