流体力学基本知识-流体运动的基本知识

（四）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。 （1）渐变流：流体运动中流线接近于平行线的流动。 （2）急变流：流体运动中流线不能视为平行线的流动。
（五）元流、总流、过流断面、流量与断面平均流速 1.元流：流体运动时，在流体中取一微小面积dw，并 在dw面积上各点引出流线并形成的一股流束。 2.总流：流体运动时，无数总流的总和。
（二）恒定流与非恒定流
1.恒定流 ：流体运动时，流体中任一位置的压强、 流速等运动要素不随时间变化的流动。
2.非恒定流 ：流体运动时，流体中任一位置的运动 要素如压强、流速等随时间变化的流动。
注意：自然界中都是非恒定流，工程中取为 恒定流。
（三）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。
h12 单位重量液体通过流段1-2的平均能
量损失，也称水头损失
对于不可压缩气体，液体能量方程式同样可以 适用，并可简化为：
p1 v12
2g
p2
v22 2g
h12
--------实际气体总流的能量方程式
第四节 流动阻力和水头损失
一、流动阻力和水头损失的两种形式 （一）沿程流动阻力和沿程水头损失
பைடு நூலகம்
5.断面平均流速 断面上各点流速的平均值，以 v 表示。
u
Q v ud
v
ud
Q
v
二、恒定流的连续性方程式
1
1
v1
Q1
1
2
2
v2
Q2
2
Q1 Q2
1 v1 2 v2
三、恒定总流能量方程式
1
Z1
p1 v1
hw1-
2
2
v2 p2 Z2
2
1
z1
p1
1 v12
2g
z2
p2
2 v22
3.过流断面：流体运动时，与元流或总流全部流线 正交的横断面。以dw或w示之，单位：m2或cm2。
注意：均匀流的过流断面为平面；
非均匀流的过流断面一般为曲面，其中渐变 流的过流断面可视为平面。
4.流量 （1）体积流量：流体运动时，单位时间内通过过流 断面的流体体积。以Q表示，单位：m3/s，L/s。 （2）重量流量：流体运动时，单位时间内通过过流 断面的流体流量。以Q表示，单位：N/s。 （3）质量流量：流体运动时，单位时间内通过过流 断面的流体质量。以Q表示，单位：kg/s。
沿程阻力------流体在长管中流动，所受的摩擦阻力。 沿程水头损失------为了克服沿程阻力而消耗的单位重
量流体的机械能量，以 hf表示。
（二）局部阻力和局部水头损失
局部阻力 ------流体的边界在局部地区发生急剧变化
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。
第三节 流体运动的基本知识 一、流体运动的基本概念
（一）压力流与无压流
1.压力流：流体在压差作用下流动时，流体整个周 围和固体壁相接触，没有自由表面，如供热管道。
供热管道
2.无压流：液体在重力作用下流动时，液体的部分 周界与固体壁相接触，部分周界与气体相接触，形 成自由表面，如天然河流等。
天然河流
局部水头损失 ------为了克服局部阻力而消耗的单位
重量流体的机械能量，以 hj表示。
整个管道的总水头损失为： h12 hf hj
二、流动的两种型态------层流和紊流
1.层流：流体成层成束地流动，各流层间并无质点的 掺混现象。
2.紊流：流体的流速较大，质点或液团相互掺混的流 体型态。
v2 2g
v2 2g
的确定方法：
➢层流： ➢紊流：
64
Re f Re,
d
实际工程中，根据具体情况采用不同的经验公式 或查图表（莫迪图）。
四、局部水头损失
计算公式为：
hj
v2 2g
式中： -----局部阻力系数，根据管配件、
附件不同，由实验测出，可查阅有关手册。
五、总水头损失
hw
hf
hj
l d
3.流体流动型态的判别
雷诺数
vd
Re 2000
-------层流
雷诺数
Re
vd
2000
-------紊流
注意：建筑设备工程中，绝大多数的流体运动都处
于紊流型态。
三、沿程水头损失 采用半经验公式：
hf
l v2
d 2g
为沿程阻力系数，它是反映边界粗糙情 况和
流态对水头损失影响的一个系数。
2g
h12
------实际液体恒定总流能量方程式（伯努里方程式）
上式中：z1 ,
z2
1-1，2-2过流断面单位重量液体位能， 也称位置水头
p1 , p2 1-1，2-2过流断面单位重量液体压能，
也称压强水头
1 v12 , 2 v22 1-1，2-2过流断面单位重量液体动能，
2g 2g
也称速度水头