流体力学复习要点
课程流体力学复习资料

课程流体力学复习资料一、是非题1、在连续介质假设的条件下,液体中各种物理量的变化是连续的。
(正确)2、管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。
(错误)3、均匀缓流只能在缓坡上发生,均匀急流只能在陡坡上发生。
(错误)4、其他条件相同时,实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。
(正确)5、区分实用堰和宽顶堰,只需关注堰壁厚度δ。
(正确)6、流网存在的充分必要条件是恒定渗流。
(错误)7、牛顿内摩擦定律仅适用于管道中层流情况。
(正确)8、在有压长管道中,水头损失被认为是全部消耗在沿程水头损失上。
(正确)9、在串联长管道中,各管段的水头损失可能相等,也可能不相等。
(正确)10、紊流实际上是一种非恒定流现象。
(正确)二、单项选择题1、静止液体中同一点各方向的压强()A.数值相等B.数值不等C.仅水平方向数值相等D.铅直方向数值最大2、亚声速流动,是指 __________时的流动。
()A.等于1 B.等于临界马赫数C.大于1 D.小于13.在研究流体运动时,按照是否考虑流体的粘性,可将流体分为。
A.牛顿流体及非牛顿流体;B.可压缩流体与不可压缩流体;C.均质流体与非均质流体;D.理想流体与实际流体4.混合气体的密度可按照各种气体_____________的百分比数来计算。
()A.总体积 B.总质量C.总比容 D.总压强在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二),当箱顶部压强$Po_1 1$个大气压时,两测压计水银柱高之差$\Delta h_1=h_1-h_2=760mm$ (Hg)。
如果顶部再压入一部分空气,使$Po_2=2$个大气压时。
则$\Delta h_2$应为多少?解答过程:已知:$Po_1=1$,$h_1-h_2=760$,$Po_2=2$要求:$\Delta h_2$根据理想气体状态方程,$PV=nRT$,其中P为压强,V为体积,n为摩尔数,R为气体常数,T为绝对温度。
流体力学知识点大全

流体力学知识点大全流体力学是研究流体运动规律的一门学科,涉及流体的力学性质、流体力学方程、流体的温度、压力、速度分布等等。
以下是流体力学的一些主要知识点:1.流体的性质和分类:流体包括液体和气体两种状态,液体具有固定体积,气体具有可压缩性。
液体和气体都具有易于流动的特点。
2.流体力学基本方程:流体力学基本方程包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
质量守恒方程描述了流体质量的守恒,动量守恒方程描述了流体动量的守恒,能量守恒方程描述了流体能量的守恒。
3.流体的运动描述:流体的运动可以通过速度场描述,速度场是空间中每一点上的速度矢量的函数。
速度矢量的大小和方向决定了流体中每一点的速度和运动方向。
4. 流体静力学:流体静力学研究的是处于静止状态的流体,通过压力分布可以确定流体的力学性质。
压力是流体作用在单位面积上的力,根据Pascal定律,压力在流体中均匀传播。
5.流体动力学:流体动力学研究的是流体的运动,通过速度场和压力分布可以确定流体的速度和运动方向。
流体动力学包括流体的运动方程、速度场描述和流动量的计算等。
6.流体的定常流和非定常流:流体的定常流指的是流体的运动状态随时间不变,速度场和压力分布在任意时刻均保持不变。
而非定常流则是指流体的运动状态随时间变化,速度场和压力分布在不同的时刻会有所改变。
7.流体的层流和湍流:流体的层流是指在流体中存在着明确的层次结构,流体颗粒沿着规则的路径流动。
而湍流则是指流体中存在着随机不规则的流动,流体颗粒方向和速度难以预测。
8.流体的黏性:流体的黏性是指流体内部存在摩擦力,影响流体的流动性质。
流体的黏度越大,流体粘性越大,流动越缓慢。
黏性对于流体的层流和湍流特性有重要影响。
9.流体的雷诺数:雷诺数是用于描述流体运动是否属于层流还是湍流的参数。
当雷诺数小于临界值时,流体运动属于层流;当雷诺数大于临界值时,流体运动为湍流。
10.流体的边界层:边界层是指在流体靠近固体表面的地方,速度和压力的变化比较大的区域。
(完整版)流体力学知识点总结汇总

流体力学知识点总结 第一章 绪论1 液体和气体统称为流体,流体的基本特性是具有流动性,只要剪应力存在流动就持续进行,流体在静止时不能承受剪应力。
2 流体连续介质假设:把流体当做是由密集质点构成的,内部无空隙的连续体来研究。
3 流体力学的研究方法:理论、数值、实验。
4 作用于流体上面的力(1)表面力:通过直接接触,作用于所取流体表面的力。
作用于A 上的平均压应力作用于A 上的平均剪应力应力法向应力切向应力(2)质量力:作用在所取流体体积内每个质点上的力,力的大小与流体的质量成比例。
(常见的质量力:重力、惯性力、非惯性力、离心力)单位为5 流体的主要物理性质 (1) 惯性:物体保持原有运动状态的性质。
质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。
常见的密度(在一个标准大气压下): 4℃时的水20℃时的空气(2) 粘性ΔFΔPΔTAΔAVτ法向应力周围流体作用的表面力切向应力A P p ∆∆=A T ∆∆=τAF A ∆∆=→∆lim 0δAPp A A ∆∆=→∆lim 0为A 点压应力,即A 点的压强 ATA ∆∆=→∆lim 0τ 为A 点的剪应力应力的单位是帕斯卡(pa ),1pa=1N/㎡,表面力具有传递性。
B Ff m =2m s 3/1000mkg =ρ3/2.1mkg =ρ牛顿内摩擦定律: 流体运动时,相邻流层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。
即以应力表示τ—粘性切应力,是单位面积上的内摩擦力。
由图可知—— 速度梯度,剪切应变率(剪切变形速度) 粘度μ是比例系数,称为动力黏度,单位“pa ·s ”。
动力黏度是流体黏性大小的度量,μ值越大,流体越粘,流动性越差。
运动粘度 单位:m2/s 同加速度的单位说明:1)气体的粘度不受压强影响,液体的粘度受压强影响也很小。
2)液体 T ↑ μ↓ 气体 T ↑ μ↑ 无黏性流体无粘性流体,是指无粘性即μ=0的液体。
无粘性液体实际上是不存在的,它只是一种对物性简化的力学模型。
流体力学 大学考试复习资料 知识点总结

第一章流体及流场的基本特性1、流体定义——受任何微小剪切力作用都会连续变形的物质。
2、流体的特性——流动性、连续性3、流体的主要物理性质【惯性:密度(单位体积流体内所具有的质量)、比容(单位质量的流体所占有的体积)、重度(单位体积的流体所具有的重量)、关系(流体的密度与比体积之间互为倒数)、密度影响因素(流体种类、温度、压力)】【压缩性(流体的体积随压力增大而缩小的性质)、膨胀性(流体的体积随温度升高而增大的性质)、不可压缩流体(当压力与温度变化时,体积变化不大,密度可以看作是常数的流体)】【粘性定义(流体流动时在流体层与层之间产生内摩擦力的特性)、影响因素(流体的种类、温度、压力)、粘度(动力黏度,运动黏度)、理想流体粘性】(理想流体——假想的没有黏性的流体、实际流体——自然界中存在的具有黏性的流体)(表面张力——液体自由表面存在的力、毛细现象——表面张力可以引起相当显著的液面上升或下降,形成上凸或下凹的曲面)4、水力要素(有效截面面积、湿周——有效截面上液体与固体壁接触线的长度、水力半径——有效截面面积与断面湿周的比值、当量直径——在非圆形的有效截面中,水力半径的四倍)(工程圆管——原因:1.在有效截面面积相等的条件下,湿周愈小,流体与管壁的接触线长度愈小,所引起的流动阻力损失也愈小。
2.节省材料.)5、运动要素(动压力——作用在运动液体内部单位面积上的压力、流速——该质点在空间中移动的速度、流量——单位时间内通过有效截面的流体数量、平均流速——假设在有效截面上的各点均以相同的假象速度流过时,通过的流量与实际力量相等,那么这个假想的流速为平均流速.)第二章流体静力学1、作用在流体上的力表面力:作用在流体表面上的力,与面积成正比。
(包括:压力、内摩擦力)质量力:作用在流体质点上的力,与质量成正比。
(包括:重力、惯性力、离心力)2、静压力概念:静压力(作用在质点上,流体力学)平均静压力(作用在面上,物理学)3、静压力特性:①静压力方向总是垂直并且指向作用面。
流体力学知识点总结

流体力学知识点总结一、流体的物理性质流体区别于固体的主要特征是其具有流动性,即流体在静止时不能承受切向应力。
流体的物理性质包括密度、重度、比容、压缩性和膨胀性等。
密度是指单位体积流体所具有的质量,用符号ρ表示,单位为kg/m³。
重度则是单位体积流体所受的重力,用γ表示,单位为 N/m³,且γ =ρg(g 为重力加速度)。
比容是密度的倒数,它表示单位质量流体所占有的体积。
流体的压缩性是指在温度不变的情况下,流体的体积随压强的变化而变化的性质。
通常用体积压缩系数β来表示,其定义为单位压强变化所引起的体积相对变化率。
对于液体来说,其压缩性很小,在大多数情况下可以忽略不计;而气体的压缩性则较为明显。
膨胀性是指在压强不变的情况下,流体的体积随温度的变化而变化的性质。
用体积膨胀系数α来表示,它是单位温度变化所引起的体积相对变化率。
二、流体静力学流体静力学主要研究静止流体的力学规律。
静止流体中任一点的压强具有以下特性:1、静止流体中任一点的压强大小与作用面的方向无关,只与该点在流体中的位置有关。
2、静止流体中压强的大小沿垂直方向连续变化,即从液面到液体内部,压强逐渐增大。
流体静力学基本方程为 p = p₀+γh,其中 p 为某点的压强,p₀为液面压强,h 为该点在液面下的深度。
作用在平面上的静水总压力可以通过压力图法或解析法来计算。
对于矩形平面,采用压力图法较为简便;对于不规则平面,则通常使用解析法。
三、流体动力学流体动力学研究流体的运动规律。
连续性方程是流体动力学的基本方程之一,它基于质量守恒定律。
对于不可压缩流体,在定常流动中,通过流管各截面的质量流量相等。
伯努利方程则是基于能量守恒定律得出的,它表明在理想流体的定常流动中,单位体积流体的动能、势能和压力能之和保持不变。
其表达式为:p/ρ + 1/2 v²+ gh =常数其中 p 为压强,ρ 为流体密度,v 为流速,g 为重力加速度,h 为高度。
流体力学复习资料

流体力学复习资料流体力学是研究流体(包括液体和气体)的平衡和运动规律的学科。
它在工程、物理学、气象学、海洋学等众多领域都有着广泛的应用。
以下是为大家整理的流体力学复习资料,希望能对大家的学习有所帮助。
一、流体的物理性质1、流体的密度和比容密度(ρ)是指单位体积流体的质量,公式为:ρ = m / V 。
比容(ν)则是密度的倒数,即单位质量流体所占的体积,ν = 1/ρ 。
2、流体的压缩性和膨胀性压缩性表示流体在压力作用下体积缩小的性质,通常用体积压缩系数β来衡量,β =(1 / V)×(dV / dp)。
膨胀性是指流体在温度升高时体积增大的特性,用体积膨胀系数α来描述,α =(1 / V)×(dV / dT)。
3、流体的粘性粘性是流体抵抗剪切变形的一种属性。
牛顿内摩擦定律:τ =μ×(du / dy),其中τ为切应力,μ为动力粘度,du / dy 为速度梯度。
二、流体静力学1、静压强的特性静压强的方向总是垂直于作用面,并指向作用面内。
静止流体中任意一点处各个方向的静压强大小相等。
2、静压强的分布规律对于重力作用下的静止液体,其静压强分布公式为:p = p0 +ρgh ,其中 p0 为液面压强,h 为液体中某点的深度。
3、压力的表示方法绝对压力:以绝对真空为基准度量的压力。
相对压力:以大气压为基准度量的压力,包括表压力和真空度。
三、流体动力学基础1、流体运动的描述方法拉格朗日法:跟踪流体质点的运动轨迹来描述流体的运动。
欧拉法:通过研究空间固定点上流体的运动参数随时间的变化来描述流体的运动。
2、流线和迹线流线是在某一瞬时,在流场中所作的一条曲线,在该曲线上各点的速度矢量都与该曲线相切。
迹线是流体质点在一段时间内的运动轨迹。
3、连续性方程对于定常流动,质量守恒定律表现为连续性方程:ρ1v1A1 =ρ2v2A2 。
4、伯努利方程理想流体在重力作用下作定常流动时,沿流线有:p /ρ + gz +(1 / 2)v²=常量。
流体力学总复习

流体⼒学总复习流体⼒学总复习1.流体连续介质假设,流体的易变形性,粘性,可压缩性2.流体的主要⼒学性质:粘性,压缩性和表⾯张⼒。
3.粘度⼀般不随压⼒变化;对于⽓体温度升⾼则粘度变⼤;对于液体温度升⾼则粘度变⼩。
4.流体的压缩性温度不变时,流体的体积随压强升⾼⽽缩⼩的性质。
5.流体的热膨胀性压⼒不变时,流体的体积随温度升⾼⽽增⼤的性质。
6.不可压缩流体的概念所有的流体均具有可压缩性,只不过液体压缩性很⼩,⽓体的压缩性⼤。
实际⼯程中,对于那些在整个流动过程中压⼒及温度变化不是很⼤,以致流体的密度变化可以忽略不计的问题,不论是液体或是⽓体,假设其密度为常数,并称其为不可压缩流体。
7.⽜顿内摩擦定律,τ=µ*du/dy。
上式说明流体在流动过程中流体层间所产⽣的剪应⼒与法向速度梯度成正⽐,与压⼒⽆关。
流体的这⼀规律与固体表⾯的摩擦⼒规律不同。
符合⽜顿切应⼒公式者为⽜顿流体,如⽔,空⽓;不符合⽜顿切应⼒公式者为⾮⽜顿流体,如油漆,⾼分⼦化合物液体。
8.粘性系数为零的流体称为理想流体,是⼀种假想的流体。
9.⼯程中常⽤运动粘度代替,10.黏性流体与理想流体之分。
⾃然界存在的实际流体都具有黏性,因此实际流体都是黏性流体;若黏性可以忽略不计,则称之为理想流体,即不具有黏性的流体为理想流体。
11.影响黏度的主要因素(1) 温度的影响A. 对于液体,其黏度随温度的升⾼⽽减少。
原因为:液体分⼦的黏性主要来源于分⼦间内聚⼒,温度升⾼时,液体分⼦间距离增⼤,内聚⼒随之下降⽽使黏度下降。
B. 对于⽓体,其黏度随温度的升⾼⽽增⼤。
原因为:⽓体黏性的主要原因是分⼦的热运动,温度升⾼时,⽓体分⼦的热运动加剧,层间分⼦交换频繁,因此⽓体黏度增⼤。
(2) 压强的影响通常压强下,压强对流体黏度的影响很⼩,可以忽略不计。
但在⾼压强下,流体,⽆论是液体还是⽓体,其黏度都随压强的增⼤⽽增⼤。
12.液体的⾃由表⾯存在表⾯张⼒,表⾯张⼒是液体分⼦间吸引⼒的宏观表现。
流体力学复习要点(计算公式)

第一章 绪论单位质量力:mF f B m= 密度值:3mkg 1000=水ρ,3mkg13600=水银ρ,3mkg29.1=空气ρ牛顿内摩擦定律:剪切力:dy du μτ=, 内摩擦力:dy du A T μ= 动力粘度:ρυμ=完全气体状态方程:RT P =ρ压缩系数:dpd 1dp dV 1ρρκ=-=V (Nm 2) 膨胀系数:TTV V V d d 1d d 1ρρα-==(1/C ︒或1/K)第二章 流体静力学+流体平衡微分方程:01;01;01=∂∂-=∂∂-=∂∂-zp z y p Y x p X ρρρ 液体平衡全微分方程:)(zdz ydy xdx dp ++=ρ液体静力学基本方程:C =++=gp z gh p p 0ρρ或 绝对压强、相对压强与真空度:a abs P P P +=;v a abs P P P P -=-= 压强单位换算:水银柱水柱mm 73610/9800012===m m N at 2/1013251m N atm = 注:hgP P →→ρ ; P N at →→2m /98000乘以 2/98000m N P a =平面上的静水总压力:(1)图算法 Sb P = 作用点e h y D +=αsin 1)()2(32121h h h h L e ++=若01=h ,则压强为三角形分布,32L e y D==注:①图算法适合于矩形平面;②计算静水压力首先绘制压强分布图,且用相对压强绘制。
(2)解析法A gh A p P c c ρ== 作用点Ay I y yC xc C D+= 矩形123bL Ixc= 圆形644d I xc π= 曲面上的静水总压力: x c x c x A gh A p P ρ==;gV P z ρ= 总压力zx P P P += 与水平面的夹角xzP P arct an=θ潜体和浮体的总压力:0=xP 排浮gV F P z ρ==第三章 流体动力学基础质点加速度的表达式⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a zz z y z x z z y z y y y x y y x z x y x x x x AQV Q Q Q Q Q G A====⎰断面平均流速重量流量质量流量体积流量g udAm ρρ流体的运动微分方程:tz t y t x d du z p z d du y p Y d du x p X =∂∂-=∂∂-=∂∂-ρρρ1;1;1不可压缩流体的连续性微分方程 :0zu yu xu z y x=∂∂+∂∂+∂∂恒定元流的连续性方程:dQ A A ==2211d u d u 恒定总流的连续性方程:Q A A ==2211νν无粘性流体元流伯努利方程:g 2ug p z g 2u g p z 22222111++=++ρρ 粘性流体元流伯努利方程:w 22222111'h g2u g p z g 2u g p z +++=++ρρ恒定总流的伯努利方程:w 2222221111h g2g p z g 2g p z +++=++ναρναρ 气流伯努利方程:w 22212211P 2)()(2++=--++ρνρρρνP z z g Pa 有能量输入或输出的伯努力方程w 2222221111h g2g p z g 2g p z +++=±++ναρναρm H 总流的动量方程:()∑-=1122Q F νβνβρ 投影式⎪⎩⎪⎨⎧-=-=-=∑∑∑)()()(112211221122z z zy y y x x x v v Q F v V Q F v v Q F ββρββρββρ动能修正系数α:11.105.1A v dAu 33=-==⎰ααα,一般,较均匀流动A动量修正系数β:105.102.1Av dAu 22=-==⎰βββ,一般,较均匀流动A水力坡度dldh dl dH J w =-= 测压管水头线坡度dl dh dl dH J w p=-= 第四章 流动阻力和水头损失圆管沿程水头损失:gv d l h f22λ= ⎪⎭⎫ ⎝⎛==2g 8Re64C λλ;紊流层流 局部水头损失:gvh j22ξ=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧==-=⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=-==-==0.15.015.0v v g 2v v h 1g 2v h 1g 2v h 12221j 2122222j 2211211j出入;管道出口注:管道入口)(用细管流速(突缩管—其余管用断面平均流速—弯管)()(,)(,突然扩大管ζζζζζζζA A A A A A 雷诺数:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧======575R e e 2300d e d e c cR R c c υνυνυνυνR R R R R ,非圆管,圆管 流态判别⎪⎩⎪⎨⎧=><,流动为临界流为紊流,为层流,cc c Re Re 流动Re e 流动Re e R R 谢才公式:RJ C V = 谢才系数:λg C 8= ; 曼宁公式:611R nC =均匀流动方程式:l h gR gRJ f 0ρρτ== 圆管过流断面上剪应力分布:00ττr r =圆管层流:(1)流速分布式)r (r 4g u 220-=μρJ (2)最大流速20max r 4g u μρJ =(3)断面平均流速:2u v max = (4)Re 64=λ 紊流剪应力包括:粘性剪应力和附加剪应力,即21τττ+=,dyu d x1μτ=,y x 2''-=ρτ 紊流流速分布一般表达式:C +=Iny k1u*ν 非圆管当量直径:)4Re ;2(42υυλR v vd gv d l h R d e e fe ==== 绕流阻力: A U C D D 220ρ=第五章 孔口、管嘴出流和有压管流薄壁小孔口恒定出流: 02gH v ϕ=2gH A Q μ= 97.0=ϕ 62.0==ϕεμ AA c =ε-0H 作用水头,自由出流gv H H 22000α+=,若00≈v ,H H =0;淹没出流g v g v H H H 22222211210αα-+-=,若021≈≈v v ,H H H H =-=210孔口变水头出流:)(2221H H gA Ft -=μ,若02=H ,放空时间max1222Q V gA H Ft ==μ 圆柱形外管嘴恒定出流:02gH v n ϕ=;2gH A Q n μ=; 82.0==n n μϕ;μμ32.1=n ;075.0H gP v=ρ 简单管道:5228,d g a a alQ h H f πλ=-==比阻,(62/m s )串联管道:ii ni i i ni i i i ni fi l a S Q S Q l a h H i ====∑∑∑===阻抗,12121并联管道:233322222111321,Q l a Q l a Q l a h h h f f f ==== 注:串联、并联管道有时需结合节点流量方程求解。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
流体力学复习要点
第一章绪论
1.1流体的主要物理力学性质
1、流体的主要物理力学性质包括哪几部分?
2、水的密度为1000kg/m3
3、牛顿内摩擦定律
4、牛顿内摩擦定律表明内摩擦力的大小与流体的角变形速率成正比
5、流体的黏度,运动黏性系数与动力黏性系数的关系;液体的μ随温度的升高而减小,气体的μ随温度的升高而增大
1.2作用在流体上的力
1、按作用方式的不同分为:表面力和质量力
2、单位质量力是作用在单位质量流体上的质量力
1.3流体的力学模型
1、常用的物理力学模型:连续介质模型、理想流体、不可压缩流体。
2、连续介质模型是指的流体是一种毫无空隙的充满其所占空间的连续体的假定。
流体质点指的是大小同一切流体空间相比微不足道,又含有大量分子具有一定质量的流体微元。
3、理想流体是指假定流体没有黏性
4、不可压缩流体是指假定流体的密度是一个常数
第一章流体静力学
2.1静止流体中压强的特征
1、静压强的定义
2、静止流体中压强的特征:
(1)静止流体只能承受压应力,压强的方向垂直指向作用面(受力面的内法线方向)
(2)流体内同一点的静压强的大小在各个方向均相等
2.2流体平衡微分方程
1、等压面:压强相等的空间点构成的面
2、对于仅受重力作用的联通的同一均质流体,等压面为水平面。
2.3重力作用下流体静压强的分布规律 当质量力仅为重力时,静止流体内部任一点的p z g
ρ+
是常数 1、0p p g ρ=+h
2、压强的度量:相对压强、绝对压强、真空度。
3、静压强分布图的绘制 2.4压强的测量
一般采用仪器测得都是相对压强
2.5流体的相对平衡
1、等加速直线运动的流体的等压面:倾斜面
2、等角速旋转运动的流体的等压面:旋转抛物面
2.6液体作用在平面上的总压力
1、解析法
c c c +
D I y y y A
=(注意一下:y D 代表的是什么) 2、图解法
F=bS 2.6作用在曲面上的液体压力
1、压力体的组成有3个面,分别是:
2、压力体的绘制
第二章 流体运动理论与动力学基础
3.1流体运动的描述方法
欧拉法中加速度由两部分组成:位变加速度、时变加速度(或者说迁移加速度和当地加速度)
3.2流场的基本概念(分类)
1、按照运动要素是否随时间发生变化,分为:恒定流和非恒定流
2、按照运动要素与坐标变量之间的关系分为:一元流、二元流和三元流。
比如:u x=f(x,z)是属于二元流
3、流线与迹线
流线:某一确定时刻,流体各质点运动趋势的曲线
迹线:某一质点在某一时段内的运动轨迹
在恒定流下,通过同一质点的流线和迹线在几何上是重合的
4、Q=vA
5、均匀流:流速的大小和方向沿着流线不发生变化的流动
均匀流的位变加速度=0
均匀流的特点:流线相互平行;同一流线,流速相等;过流断面的动压强分布符合静压强分布规律。
非均匀流分为:渐变流和急变流。
渐变流的过流断面的动压强分布近似于静压强分布规律。
3.3连续性方程
来流断面的流量总和=出流断面的流量总和
3.4恒定总流的伯努利方程
1、理想流体:
22 1122 12
=
22 p u p u z z
g g g g
ρρ
++++
2、黏性流体元流:
22
1122
12
'
22w p u p u
z z h
g g g g
ρρ
++=+++
3、实际总流:
22
111222
12
22w p v p v
z z h
g g g g
αα
ρρ
++=+++
各项代表的物理意义是什么4、水头线
实际流体的总水头线和测压管水头线是怎样的
理想流体的总水头线是怎样的
5、总流伯努利方程的扩展
3.5恒定总流的动量方程
()
-()F Q v Q v ρβρβ=∑∑∑出流断面的流体具有的动量入流断面的流体具有的动量第四章 流动阻力和能量损失
4.1
1、损失原因 内因:流体的黏性和重力
外因:固体边界的摩阻力
2、损失分为沿程损失和局部损失
4.2圆管均匀流的切应力分布:线性分布(直线分布、线弹性分布)
4.3流体运动的两种流态
流体运动的两种流态:层流和紊流。
用雷诺数来判断
圆管中有压流动下,临界雷诺数为2300。
Re>2300紊流,Re<2300层流
4.4圆管层流运动
1、过流断面流速分布:抛物线分布
3、64Re
λ= 4.5紊流运动特征
1、分为时均流动和脉动流动
2、黏性底层的概念
4.6紊流的沿程水头损失
1、尼古拉兹实验:()Re,/f d λ=∆
2、紊流的3个阻力区:
① 光滑区:()Re f λ=
② 过渡区:()Re,/d λ=∆
③ 粗糙区(阻力平方区):()/d λ=∆
不同紊流阻力区,黏性底层的变化
3、掌握谢才公式和曼宁公式
4.7局部水头损失
流体在运动中如果遇到因边界发生急剧变化的局部障碍(如阀门、截面积突变)流线会发生变形,并出现许多大小小的漩涡耗散一部分的机械能。
这种在局部区域被耗散掉的机械能称为局部水头损失。
4.8边界层与绕流阻力
绕流阻力:流体作用在绕流物体表面力的合力在来流方向的分力。
绕流阻力由摩阻力和压差阻力组成。
第五章 孔口、管嘴出流和有压流
5.1孔口恒定出流
恒定孔口出流包括自由出流和淹没出流。
变水头出流:容器放空的时间:max 2V
t Q =
变水头出流容器放空的时间,等于初始水头在恒定流中流出相同体积的水所需要的时间的2倍。
5.2管嘴出流
1、圆柱形管嘴出流的正常工作的条件:
3、正常工作条件下,作用水头相等、孔口直径相等时候,小孔口出流的流量小于管嘴出流的流量,小孔口出流的流速小于管嘴出流的流速。
这是由于收缩断面处真空的作用引起的。
5.3短管
1、水力计算中,虹吸管求解输水能力Q 及hv
2、水箱、水塔的水位标高或者加压泵的扬程H
5.4长管
1、简单管道:H=h f =SlQ 2
2、串联管道:f f
h h =∑ 3、并联管道:12f f f h h h ==
第六章 明渠流动
1、明渠均匀流的特征:
(1) 过流断面面积A ,水深h 沿程不变。
(2) 过流断面平均流速 v 及断面流速分布沿程不变。
(3)底坡线、总水头线、水面线三线平行。
2、明渠均匀流产生的条件
(1) 恒定流,无支流流出或汇入。
(2) 长直棱柱形渠道,且糙率n 不变.
(3) 顺坡渠道,即i >0
3、水力最优面:在底坡i 、糙率n 、过流断面A 一定的前提下,明渠输水能力最大的那种断面。
梯形断面的水力最优宽深比:()221b m m h =+- 矩形断面的水力最优宽深比:2b h =
管道无压流,在达到满管流之前,流速达到最大值,流量达到最大值。
第七章 堰流
1、堰流是明渠缓流因流动边界条件急剧变化(设置溢流障壁或束窄通道宽度)而发生的明渠急变流现象。
2、按堰顶厚度与堰上水头H 的比值范围分为: 薄壁堰(0.67H δ
<); 实用堰(0.67 2.5H δ<
<); 宽顶堰(2.510H δ
<<)三种堰型。
第八章 渗流
1、渗流简化模型
忽略土壤颗粒的存在,认为水充满整个渗流空间,且满足:
(1)对同一过水断面,模型的渗流量等于真实的渗流量。
(2)作用于模型任意面积上的渗流压力,应等于真实渗流压力。
(3)模型任意体积内所受的阻力等于同体积真实渗流所受的阻力。
2、模型渗流流速v小于真实渗流流速v'
3、达西定律适用范围:达西定律只适用于层流渗流。
即:
d10——颗粒的有效直径,即筛分时,占10%重的颗粒所通过筛孔直径。
4、确定渗透系数的方法:
(1)经验公式法;
(2)实验室测定法;
(3)现场测定法。
(比较精确的测量方法)。