第1章 绪论
1、实际流体微观内部
流体分子之间不连续、有间隙。 2、流体质点(或称流体微团)
忽略尺寸效应但包含无数分子的流体最小单元。 3、理解流体的连续介质模型概念
用假想的在空间连续分布的流体质点(流体微团)来代替实际上由分子组成的流体结构:流体是由无穷多个,无穷小的,彼此紧密相邻、连绵不断的流体质点组成的连续介质。
因此流体质点具有各种宏观物理量,流体的运动参数可看成是 空间坐标 和 时间变量 的连续函数。 4、物理性质
水的密度ρ=1000 ㎏/m3 (标准状态:1个标准大气压,5℃) 水银的密度ρ=13.6×1000 (㎏/m3) 水的重度 γ=9800 (N/m3)
水银的密度γ=13.6×9800 (N/m3) 5、流体的粘性
(1)定义:流体流动时,相邻流层或质点间产生内摩擦力以反抗剪切变形的特性称粘性,(内摩擦力称粘性力)。 (2)牛顿内摩擦定律 粘性剪切力
F??μAdudy
粘性剪切应力
τ?Fdu??μAdy
第二章 流体静力学
1、绝对静止和相对静止
绝对静止——流体相对于地球静止。
相对静止——流体相对于地球运动,但相对于容器静止。 2、流体作用力
(1)表面力:是作用在流体表面或截面上且与作用面的面积成正比的力,表面力包括压力和切力。
(2)质量力:是作用于流体的质点上且与质量成正比的力;质量力包括重力和惯性力。
3、静压强的特性
(1)静压强沿受压面内法线方向。(垂直指向性) (2)静压强在任意点各方向大小相等。(各向等值性) 4、压强单位
(1)应力单位 (N/m2),Pa,MPa (106Pa)
(2)液柱高度 m液体柱(水柱,油柱,汞柱) (3)大气压 大气压的倍数
换算 1标准大气压=1.013?105Pa=760mm汞柱=10.33m水柱 1工程大气压=105Pa=10m水柱
5、绝对压强、相对压强、真空度(课本15页) (1)绝对压强pabs —以绝对真空为起点计量的压强。 (2)相对压强p—以当时当地大气压为起点计量的压强(又称表压强) 当 pabs > pa pabs = pa + p (3)真空度( pabs < pa ) pv = pa - pabs 6、静力学基本方程(压强计算式) p?p0??h
7、等压面 由压强相等的点所组成的面称等压面。
8、静止液体对平面壁的总压力
总压力 F??hcA总压力作用点 yJcD?yc?ycA
9、静止液体对曲面壁的总压力 (1)总压力的水平分力
Fx??hcAx
(2)总压力的垂直分力 Fz??Vz Vz积)
(3)总压力 F 及其方向 F?F2x?F2z
方向
??arctgFzFx
第三章 流体运动学
1、拉格朗日法和欧拉法
2、定常流动与非定常流动
(1)定常流(稳定流,恒定流)
各空间点处质点的运动要素不随时间变化的流动。 (2)非定常流(非稳定流,非恒定流) 质点的运动要素随时间变化的流动。
3、迹线与流线
(1)迹线 流体质点在空间连续经过的曲线称为迹线。
为压力体体
( 特点:迹线上各点的切线方向表示同一质点在不同时刻的速度方向。(迹线具有历时性)
(2)流线 流场中人为做出的光滑曲线,在同一瞬时其上每点的切线与该点的速度矢量重合。(流线具有瞬时性) 4、过流断面、流量和平均流速
(1)过流断面—处处与流线正交的断面
(2)流量 体积流量Q 单位时间内通过过水断面的流体体积。
v?Q??AudAAA, (3)平均流速
注:平均流速是人为定义的流速,
过流断面上各点实际流速不相等。 5、一元流动连续性方程(不可压缩定常流动) (1)总流连续性方程
A1v1?A2v2
截面小的地方流速大,截面大的地方流速小。
(2)有分支流动的连续性方程
A1v1?A2v2?A3v3
第四章
流体动力学 1、理想流体微小流束伯努利方程的意义
Q?v?A
Z — 位置水头;单位重量流体具有的位能 (m液柱)
?p— 压力水头;单位重量流体的压力能 (m液柱)
u22g — 速度水头;单位重量流体的动能 (m液柱)
p
z?? — 测压管水头;单位重量流体的势能。
u2??H2g
z?p? H —总水头; 单位重量流体的总机械能。
?2、实际流体微小流束的伯努利方程(实际流体 )
z1?p1u12p2u22??z2?? ?H1?H22g?2g
u12p2u22z1???z2???hf?2g?2g
p1hf— 损失水头;单位重量流体在1,2两断面间流动时损失的机械能。
实际流体沿流动方向,机械能总是减少的。
3、实际总流的伯努利方程
缓变流—流线为近似平行直线的流动或曲率半径很大处的流动。 急变流—流线间夹角较大、曲率半径较小。
z?p 缓变流特性 :
??c

