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A change in the pressure applied to an enclosed incompressible fluid is transmitted
undiminished to every portion of the fluid and to the walls of its container.
水
0
76.1
酒精
0
24.0
水
10
74.2
酒精
20
22.3
水
20
72.8
酒精
50
19.8
水
30
71.2
水銀
20
465
水
40
69.6
石油
20
26.0
水
60
66.2
甘油
20
63.4
水
80
62.6
乙醚
20
16.5
(3)液體的純度： 加入表面張力較小的物質，表面張力為降低。
加入表面張力較大的物質，表面張力為提高。
第七章 功與能 表層分子相隔較遠並處於繃緊狀態
液體內部分子
2、表面張力：存在於液體表面的線張力 T = F L
(1)表面張力的單位是 N/m，因此不是力(N)，稱為線張力
(2)作力學分析時，必須將表面張力乘以其作用周長，才是力
(3)表面張力只作用在液體表面，內部則無
(4)表面張力使得液面有縮至最小的趨勢，故水滴成球狀
度，分子一定會運動。 3.力學分析三步驟：
(1)選擇適當的受力物 (2)分析受力﹐畫出力圖 (3)分析力造成何種結果﹐列方程式 4.本章會學到四個力或力的衍生物理量： (大氣)壓力； (液體)壓力； 浮力； 表面張力。
流体力学基础
机械油的牌号
是用40℃时运动粘度的平均值来标志的 例：20号机械油 ν=17~23 cSt（厘斯） 换算关系： 1 m2/s = 104 St = 106 cSt (=106 mm2/s) 斯(cm2/s) 厘斯(mm2/s)
（3）相对粘度
相对粘度又称条件粘度，它是按一定 的测量条件制定的。
根据测量的方法不同，可分为恩氏粘 度°E、赛氏粘度SSU、雷氏粘度Re等。 我国和德国等国家采用恩氏粘度。
粘温图 P9
5
3
4
2 1
a、 粘度与温度的关系 T ↑ μ↓
影响： μ 大，阻力大，能耗↑ μ 小，油变稀，泄漏↑ 限制油温：T↑↑，加冷却器 T↓↓，加热器
b. 粘度与压力的关系
p↑ μ ↑ 应用时忽略影响
四、对液压油的要求
1.合适的粘度，粘温性好 2.润滑性能好 3.杂质少 4.相容性好 5.稳定性好 6.抗泡性好、防锈性好 7.凝点低,闪点、燃点高 8.无公害、成本低
以前沿用的单位为P（泊，dyne· s/cm2） 单位换算关系为 1Pa· = 10P（泊）= 1000 cP（厘泊） s
单位：m2/s
（2） 运动粘度ν液体的动力粘度μ与其密度ρ
的比值，称为液体的运动粘度ν， 即
运动粘度的单位为m2 /s。 以前沿用的单位为St（斯）。 单位换算关系为
4、迹线、流线、流束和通流截面 迹线： 流动液体的某一质点在某一时间间隔内在空间 的运动轨迹。
流线：表示某一瞬时，液流中各处质点运动状态的一条条曲
线。在此瞬时，流线上各质点速度方向与该线相切。在定常流 动时，流线不随时间而变化，这样流线就与迹线重合。由于流 动液体中任一质点在其一瞬时只能有一个速度，所以流线之间 不可能相交，也不可能突然转折。
第二章 流体力学基础
本章是学习液压传动理论基础的章节，集中了学 习本课程的基本概念、基本原理和基本定律（方程）。
重点：
1. 静压力基本方程、连续性方程和伯努利方程； 2. 层流状态下的沿程压力损失、局部压力损失； 3. 流经薄壁小孔的流量公式。
难点：
1. 实际液体的伯努利方程及压力损失计算； 2. 真空度的概念。
第四节 液体流经小孔及缝隙的特性
• 概述：液压传动中常利用液体流经阀的 小孔或间隙来控制流量和压力,达到调速 和调压的目的，它也涉及液压元件的密 性，因此，小孔虽小，间隙虽窄，但其 作用却不可等闲视之。
一、孔口流量 特性 薄壁小孔 l/d ≤ 0.5
孔口分类： 细长小孔 l/d > 4 短孔 0.5 < l/d ≤4
量守恒定律，在单位时间内流过两个截面的液体流量相等，即：
v1 /A1 = v2/A2
不考虑液体的压缩性, 则得 :
q = v A = 常量
• 流量连续性方程说明了恒定 流动中流过各截面的不可压 缩流体的流量是不变的。因而流速与通流截面的面积成反 比。
三 伯努利方程 （Bernoulli Equation）
附加摩擦 — 只有紊流时才有，是由于 分子作横向运动时产生的 摩擦，即速度分布规律改 变，造成液体 的附加摩擦。
1. 局部压力损失公式 △pζ = ζ·ρv2/2 2. 标准阀类元件局部压力损失
△pF = △pn(Q/Qn)2
四 管路系统的总压力损失
∑△p = ∑△pλ + △pζ +∑△pF
=∑λ·l/d·ρv 2/2+∑ζρv2/2 + ∑△pn(Q/Qn)2
能量守恒定律在流体力学中的应用
能量守恒定律：理想液体在管道中稳定流 动时，根据能量守恒定律， 同一管道内任 一截面上的总能量应该相等。 或：外力对物体所做的功应该等
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得：T1 = t1 + 273 = 50 + 273 = 323K ，T2 = t2 + 273 = 78 + 273 = 351K
根据
p
=
mRT V
，有：
p1
=
mRT1 V1
，
p2
=
mRT2 V2
得： V2 V1
=
p1 p2
T2 T1
=
9.8067 104 5.8840 105
351 323
=
0.18
设管段长度 l，管段表面积： A = dl
单位长度管壁上粘滞力： = A u = dl u − 0 = 3.14 0.025 0.03
l y l
0.001
1-8 解： A = 0.8 0.2 = 0.16m2 ，u=1m/s， = 10mm ， = 1.15Pa s
T = A u = A u − 0 = 1.15 0.16 1 = 18.4N
1
=
T1 b
=
A b
u
−0 −h
=
0.7 0.06b b
15 − 0 0.04 − 0.01
=
21N
/m，方向水平向左
下表面单位宽度受到的内摩擦力：
2
=
T2 b
=
Au−0 b h−0
=
0.7 0.06b 15 − 0
b
0.01− 0
= 63N
/m，方向水平向左
平板单位宽度上受到的阻力：
= 1 + 2 = 21+ 63 = 84N ，方向水平向左。
h1 = 5.6m
2.4 解：如图 1-2 是等压面，3-4 是等压面，5-6 段充的是空气，因此 p6 = p5 ，6-7 是等压面，
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流体力学是物理学中一门较为抽象的学科，它研究物体中流动的性质及其影响。
主要内容
是研究流体力学中各种物理量，如流速、流场、压强、龙格-库塔方程等；它还要求对流
体和物体的运动作出合理的分析和解释，并对总体流动的影响因素确定和提出有效的解决
方案。
流体力学主要用于求解和计算流动环境中的各种问题，比如可以研究气流、自然对流环境
的特性，以及各种流动的流变特性分析，比如气流的流量、容积、温度、压强等。
它还可
以用来研究燃烧、传热、热传导、流变形等问题，有助于分析热力性能、流速分布、声音传播及传热等方面的现象。
流体力学在工业生产中具有重要的应用价值，它可以帮助我们更好地理解物质运动定律，
根据流体特性设计出有效的管道或设备，以有效提高生产效率。
另外，流体力学对于航空、航天等领域也是非常重要的，可以帮助我们优化空气动力学和飞行技术。
总而言之，流体力学是一门重要的学科，它有着广泛的应用。
它可以用于分析和研究各种运动物体特性，也可以为工业和航空航天应用提供有效的解决方案。
也正是这些特性使流
体力学得到了广泛的应用，受到了国际上广泛的关注。
流体力学理论基础
3.2.2 伯努利方程
3.3 流动阻力基本概念
流体旳平衡—流体静力学基础
3.1.1 平衡状态下流体中旳应力特征
1、流体静压力方向必然重叠于受力面旳内法向方向
n
A
c
b
B
P
a
2、平衡流体中任意点旳静压强只能由该点旳坐标位置
决定，而与该压强作用方向无关。
z
c
pn
dz py
px dy O dx b
a
pz
x
PyD g sin J x
PyD ghc AyD gyc sin AyD
gyc sin AyD g sin J x
根据面积二次力矩平行移轴定理
J x Jc yc2 A
yD
yC
JC yC A
常见图形旳几何特征量
常见截面旳惯性矩
y
z h
b
Jc
bh3 12
y
dz
Jc
d4
64
0
0'
p0=p=pa+ρgh0
h0=(p-pa) /ρg =(119.6-100)×103/(1000×9.81)=2.0m
3.1.5 均质流体作用在平面上旳液体总压力
p0
O
C点为平面壁旳形心，
a
hD
hc h dp P
y
yc
D点为总压力P旳作用点 取微元面积dA，设形
bα
yD
dA
心位于液面下列h深处
T
A hE
hc
HP
D
B 60
解：闸门形心
hc 1.5m
总压力
P hc A
98001.5 ( 3 1) sin 60
fluent--流体力学基础
主题
1. 4 流体运动的描述
• 2 迹线与流线
流线是指同一时刻不同质点所组成的运动的方向 线。 迹线是指同一个流体质点在连续时间内在空间运 动中所形成的轨迹线，它给出了同一质点在不同 时间的速度的方向。
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1. 4 流体运动的描述
• 3 流量与净通量
流量：
流体流动时，单位时间内通过过流断面的流体体积 称为流体的体积流量，一般用Q表示，单位为L/s。 单位时间内流经管道任意截面的流体质量，称为质 量流量，以ms表示，单位为kg/s或kg/h。 体积流量与质量流量的关系为： ms=Qρ 体积流量、过流断面面积A与流速u之间的关系为:
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1.2 流体静力学基本概念
• 2 绝对压强、相对压强与真空度
图1 绝对压力、表压与真空度的关系
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1. 2 流体力学中的力与压强
• 3 液体的气化压强
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1. 2 流体力学中的力与压强
xx xy M yz zy zz xz zx
o y x
图 1-2
任一点所受到的应力
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1.2 流体力学中的力与压强
• 静止流体所受的外力有质量力和压应力两种,流体垂直 作用于单位面积上的力，称为流体的静压强，习惯上 又称为压力。 （1）压力单位 在国际单位制（SI制）中，压力的单位为N/m2，称 为帕斯卡（Pa），帕斯卡与其它压力单位之间的换算 关系为： 1atm（标准大气压）=1.033at（工程大气压） =1.013105Pa =760mmHg =10.33mH2O
流体力学基础 第一节 空气在管道中流动的基本规律
流体力学基础第一节空气在管道中流动的基本规律一、流体力学基础第一节空气在管道中流动的基本规律第一章流体力学基础第一节空气在管道中流动的基本规律工程流体力学以流体为对象，主要研究流体机械运动的规律，并把这些规律应用到有关实际工程中去。
涉及流体的工程技术很多，如水力电力，船舶航运，流体输送，粮食通风除尘与气力输送等，这些部门不仅流体种类各异，而且外界条件也有差异。
通风除尘与气力输送属于流体输送，它是以空气作为工作介质，通过空气的流动将粉尘或粒状物料输送到指定地点。
由于通风除尘与气力输送是借助空气的运动来实现的，因此，掌握必要的工程流体力学基本知识，是我们研究通风除尘与气力输送原理和设计、计算通风除尘与气力输送系统的基础。
本章中心内容是叙述工程流体力学基本知识，主要是空气的物理性质及运动规律。
一、流体及其空气的物理性质(一) 流体通风除尘与气力输送涉及的流体主要是空气。
流体是液体和气体的统称，由液体分子和气体分子组成，分子之间有一定距离。
但在流体力学中，一般不考虑流体的微观结构而把它看成是连续的。
这是因为流体力学主要研究流体的宏观运动规律它把流体分成许多许多的分子集团，称每个分子集团为质点，而质点在流体的内部一个紧靠一个，它们之间没有间隙，成为连续体。
实际上质点包含着大量分子，例如在体积为10-15厘米的水滴中包含着3×107个水分子，在体积为1毫米3的空气中有2.7×1016个各种气体的分子。
质点的宏观运动被看作是全部分子运动的平均效果，忽略单个分子的个别性，按连续质点的概念所得出的结论与试验结果是很符合的。
然而，也不是在所有情况下都可以把流体看成是连续的。
高空中空气分子间的平均距离达几十厘米，这时空气就不能再看成是连续体了。
而我们在通风除尘与气力输送中所接触到的流体均可视为连续体。
所谓连续性的假设，首先意味着流体在宏观上质点是连续的，其次还意味着质点的运动过程也是连续的。
有了这个假设就可以用连续函数来进行流体及运动的研究，并使问题大为简化。
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流体力学是研究流体运动和变形规律的物理学科。
它主要包括流体的力学性质、流体的连续性方程、动量方程、能量方程以及流体的边界条件等内容。
在流体力学中，流体被认为是连续、可变形的介质，其运动和变形受到压力、速度、密度等参数的影响。
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质量守恒，即质量的流入流出必须相等。
动量方程描述了流体质点的动量守恒，即力对流体产生加速度的关系。
能量方程描述了流体质点的能量守恒，考虑了压力能、动能和内能之间的转化。
流体力学应用广泛，包括但不限于飞行器气动力学、水力学、空气动力学、海洋工程、地下水流动、天气预报等领域。
利用流体力学理论和方法，可以研究流体运动的规律、优化设计和改善流体系统的性能。
在实际应用中，流体力学常常涉及复杂的数学模型和计算方法。
数值模拟方法如有限体积法、有限元法和计算流体力学方法等被广泛应用于流体力学问题的求解。
此外，实验观测和理论分析也是研究流体力学问题的重要手段。
总之，流体力学是一门重要的物理学科，研究流体运动和变形规律，对于工程和科学领域都具有重要的应用价值。