武汉理工大学 工程流体力学(31)PPT课件

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y1, y2...yn ——气体混合物中各组分的摩尔分率。
对于理想气体,其摩尔分率y与体积分率Φ相同。
9
第1节 流体静力学
五、比容
单位质量流体具有的体积,是密度的倒数,单位为m3/kg。
vV 1
m
10
第1节 流体静力学
1.1.2 流体的静压强
一、压强的定义
流体垂直作用在单位面积上的力(压应力)
在SI制单位中压强的单位是N/m2,称为帕斯卡, 以Pa表示。
注意:用液柱高度表示压强时,必须指明流体的 种类。
标准大气压有如下换算关系: 1atm = 1.013×105Pa =760mmHg
=10.33mH2O=1.033kg/cm2=1.013bar 1at=9.807×104Pa=735.6mmHg=10mH2O
为斜管压差计, 用以放大读数,提高测量精度。
R 与 R 的关系为 R' R
sin
式中α为倾斜角,其值越小,则读数放大倍数
越大。
19
第1节 流体静力学
(4) 双液体U管压差计(微差压差计) 内装密度接近但不互溶的两种指示液
A和C( A C),扩大室内径与U管内径 之比应大于10。
p1-p2≈(pA-pB)gR
16
第1节 流体静力学
三、流体静力学基本方程的应用
1.压强及压强差的测量 (1) U管压差计
p1p2(AB)gR
A-指示液 B-被测液体
A B
17
第1节 流体静力学
(2)倒U形压差计
p 1 p 2 R (B g A ) RB g
A-指示液 B-被测液体
A B
18
第1节 流体静力学
(3)斜管压差计 当所测量的流体压强差较小时,可将压差计倾斜放置,即

《工程流体力学》PPT课件

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第二章 流体静力学
本章学习要求:
流体静力学主要研究流体平衡时,其内部的压强分布规律 及流体与其他物体间的相互作用力。它以压强为中心,主要 阐述流体静压强的特性、静压强的分布规律、欧拉平衡微分 方程,作用在平面上或曲面上静水总压力的计算方法,潜体 与浮体的稳定性,并在此基础上解决一些工程实际问题。
无论是静止的流体还是相对静止的流体,流体之间没有相 对运动,因而粘性作用表现不出来,故切应力为零。
• 2.3.3 静止液体中的等压面 • 由于等压面与质量力正交,在静止液体中只有重
力存在,因此,在静止液体中等压面必为水平面。
• 对于不连续的液体或者一个水平面穿过了两种不 同介质连续液体,则位于同一水平面上各点压强 并不一定相同,即水平面不一定是等压面。
2.3 流体静力学的基本方程
2.3.4 绝对压强、相对压强、真空度
(z A (g p A )W ) (z B (g p B )W ) (( (g g ) ) H W g2 1 ) h 1 2 .6 h
2.4 压强单位和测压仪器
2、U形水银测压计
p1=p+ρ1gh1 p2=pa+ρ2gh2 所以 : p+ρ1gh1=pa+ρ2gh2
M点的绝对压强为: p=pa+ρ2gh2-ρ1gh1
具有的压强势能,简称压能(压强水头)。
测压管水头( z+p/g):单位重量流体的总势能。
物理意义: 1. 仅受重力作用处于静止状态的流体中,任意点对同一基准面 的单位势能为一常数,即各点测压管水头相等,位头增高,压 头减小。
2. 在均质(g=常数)、连通的液体中,水平面(z1 = z2=常数)
必然是等压面(p1 = p2 =常数)。

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注意:恒定流中流线与迹线重合
第27页/共90页
四、流管、流束、元流、总流、过流断面
1.流管
在流场中通过任意不与流线重合的封闭曲线上各 点作流线而构成的管状面。
第28页/共90页
2.流束
流管内所有流线的总和。流束可大可小,视流管 封闭曲线而定。
•元流:流管封闭曲线无限小,故元流又称微元流束。 •总流:流管封闭曲线取在流场边界上,总流即为许
x
y方向:
my
(uy ) dxdydz
y
z方向:
mz
(uz ) dxdydz
z
据质量守恒定律:
第39页/共90页
单位时间内流进、流出控制体的流体质量差之总和
等于控制体内流体因密度发生变化所引起的质量增
量 即
mx
my
mz
t
dxdydz
将 mx、my、mz 代入上式,化简得:
(ux ) (u y ) (uz ) 0
第54页/共90页
1.伯努利方程的物理意义
• z mgz : 单位重量流体所具有的位能。 mg

p
mg
p
/
mg
:
单位重量流体所具有的压能。
•z p :
单位重量流体所具有的势能。

u2 2g
1 2
mu
2
/
mg
:
单位重量流体所具有的动能。
第55页/共90页
• z p u2 : 单位重量流体所具有的机械能。
第8页/共90页
§3-1 描述流体运动的方法
一、拉格朗日方法
1.方法概要
着眼于流体各质点的运动情况,研究各质点 的运动历程,并通过综合所有被研究流体质点的 运动情况来获得整个流体运动的规律。

《工程流体力学 》课件

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1
动量守恒定律的原理
从动量的守恒角度出发,深刻理解动量守恒定律的实际含义。
2
螺旋桨叶片受力分析方法
通过螺旋桨叶片受力分析的实例,解析动量守恒定律在实际问题中的应用。
3
旋转流体给出经典范例。
能量守恒定律
1 什么是能量守恒定律?
解析能量守恒定律的定义及其基本特性,令人信服地说明其重要性。
第二章:质量守恒定律
详细介绍质量守恒定律的深刻含义和应用范围, 以及流体连续性方程的应用实例。
第四章:能量守恒定律
归纳总结能量守恒定律的核心表述和基本特征, 以及流体能量方程的求解方法。
流体力学基础
1
流体的基本概念
定义流体和非流体的区别,详细介绍流体的基本性质和特征。
2
流场参数
分类介绍各项流场参数的定义、特征和计算方法,重点阐述雷诺数的作用。
概述水力发电站的基本构造和 设备,重点描述流场参数的计 算方法和水力器件的工作原理。
油气管道压力调节方 法
介绍油气管道压力发生变化的 原因和影响,以及调节压力的 方法与流体力学的联系。
结论和要点
结论1
质量守恒定律的意义及其在实际 问题中的应用。
结论2
动量守恒定律的实际含义,以及 其在涡轮和桨叶设计中的应用。
2 如何求解能量守恒定律?
采用实例解析法,将复杂的能量守恒定律应用问题简单化。
3 如何避免能量损失?
从能量损失的根源出发,提出避免能量损失的有效途径。
应用举例
机翼气动力设计
阐述机翼气动力设计的重要性 及其与流体力学的联系,以及 之前学到的动量守恒定律和能 量守恒定律在机翼气动力设计 中的应用。
水力发电站设计
结论3

流体力学基础讲解PPT课件

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措施。
05
流体流动的湍流与噪声
湍流的定义与特性
湍流定义
湍流是一种高度复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动。 在湍流中,流体的各种物理参数,如速度、压力、温度等都 随时间与空间发生随机的变化。
湍流特性
湍流具有随机性、不规则性、非线性和非稳定性等特性。在 湍流中,流体的速度、方向和压力等都随时间和空间发生变 化,形成复杂的涡旋结构。
环境流体流动与环境保护
要点一
环境流体流动
环境中的流体流动对环境保护具有重要影响。例如,大气 中的气流会影响污染物的扩散和迁移,水流会影响水体中 的污染物迁移和沉积等。
要点二
环境保护
通过对环境中的流体流动进行研究和模拟,可以更好地了 解污染物扩散和迁移规律,为环境保护提供科学依据。同 时,通过合理规划和设计流体流动系统,可以有效降低污 染物对环境的影响,保护生态环境。
04
流体流动的能量转换
能量的定义与分类
总结词
能量是物体做功的能力,可以分为机械能、热能、电能等。在流体力学中,主要关注的是机械能中的 动能和势能。
详细描述
能量是物体做功的能力,它有多种表现形式,如机械能、热能、电能等。在流体力学中,我们主要关 注的是机械能,它包括动能和势能两种形式。动能是流体运动所具有的能量,与流体的速度和质量有 关;势能则是由于流体所处位置而具有的能量。
流体流动噪声
流体流动过程中产生的噪声主要包括 机械噪声和流体动力噪声。机械噪声 主要由机械振动和摩擦引起,而流体 动力噪声主要由湍流和流体动力振动 引起。
噪声控制
为了减小流体流动产生的噪声,研究 者们提出了各种噪声控制方法,如改 变管道结构、添加消音器和改变流体 动力特性等。这些方法可以有效降低 流体流动产生的噪声。

武汉理工大学《流体力学》课件3 流体运动学和动力学基础1

武汉理工大学《流体力学》课件3 流体运动学和动力学基础1

2 d x (a, b, c, t ) dx(a, b, c, t ) a x 2 u x dt dt d dy(a, b, c, t ) d 2 y (a, b, c, t ) a y u y 2 dt dt dt dz(a, b, c, t ) d 2 z (a, b, c, t ) az u z 2 dt dt
因此,用这些方程就能描述所有液体质点的运动 (轨迹、速度和加速度),也就知道了液体整体的 运动。
问题
x x ( a , b, c , t ) y y ( a , b, c , t ) z z ( a , b, c , t )
(a , b, c ) l i m i te d fl u i dpoi n ts
欧拉法把任何一个运动要素表示为 空间坐标(x,y,z)和时间t 的函数。
液体质点在t 时刻,通过任意空间固定点 (x,
y, z) 时的流速为
dx ( x , y , z , t ) u x dt dy ( x , y , z , t ) u y dt dz ( x , y , z , t ) uz dt
1. 2. 3.
每个液体质点运动规律不同,很难跟踪足够多质点 数学上存在难以克服的困难 实用上不需要知道每个质点的运动情况
问题
x x ( a , b, c , t ) y y ( a , b, c , t ) z z ( a , b, c , t )
( a , b, c ) l i m i te d fl u i dpoi n ts
x x (a, b, c, t ) d y y (a, b, c, t ) dt z z (a, b, c, t )

流体动力学基础(工程流体力学).ppt课件

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dV
II '
t t
dV
II '
t
dt t0
t
lim
dV
III
t t
dV
I
t
t 0
t
δt→0, II’ → II
x
nv
z
III
v II ' n
I
o y
20 20
dV
dV
II
tt II
t
lim t t0
t
dV
dV
lim III
t t
t0
t
v cosdA
质点、质点系和刚体 闭口系统或开口系统
均以确定不变的物质集协作为研讨对象!
7 7
定义:
系统(质量体)
在流膂力学中,系统是指由确定的流体质点所组成的流 体团。如下图。
系统以外的一切统称为外界。 系统和外界分开的真实或假象的外表称为系统的边境。
B C
A
D
Lagrange 方法!
系统
8
8
特点:
(1) 一定质量的流体质点的合集 (2) 系统的边境随流体一同运动,系统的体积、边境面的
31 31
固定的控制体
对固定的CV,积分方式的延续性方程可化为
CS
ρ(
vn
)dA
CV
t
dV
运动的控制体
将控制体随物体一同运动时,延续性方程方式不变,只
需将速度改成相对速度vr
t
dV
CV
CS (vr n)dA 0
32 32
延续方程的简化
★1、对于均质不可压流体: ρ=const
dV 0
令β=1,由系统的质量不变可得延续性方程

流体力学基本知识 ppt课件

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〈1〉温度升高,液体的粘度减小(因为T上 升,液体的内聚力变小,分子间吸引力减 小;)
〈2〉温度升高,气体的粘度增大(气体的内 聚力很小,它的粘滞性主要是分子间动量 交换的结果。当T上升,作相对运动的相邻 流层间的分子的动量交换加剧,使得气体 的粘度增大。)
流体力学基本知识
6
三、流体的压缩性和热胀性
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 整个周围都和固体壁相接触,没有自由表 面。 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 气体接触,形成自由表面。
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14
(三)流线与迹线
1.流线:流体运动时,在流速场中画出某时 刻的这样的一条空间曲线,它上面所有流 体质点在该时刻的流速矢量都与这条曲线 相切,这条曲线就称为该时刻的一条流线。
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26
四、沿程阻力系数λ和流速系数C的确定
沿程阻力系数λ 是反映边界粗糙情况和流态 对水头损失影响的一个系数。1933年尼古 拉兹表发表了其反映圆管流运情况的实验 结果,得出了一些结论:
1.层流区 2.层流转变为紊流的过渡区 3.紊流区
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27
(一)沿程阻力系数λ的经验公式 1.水力光滑区 2.水力过渡区 3.粗糙管区
2.迹线:流体运动时,流体中某一个质点在 连续时间内的运动轨迹称为迹线。流线与 迹线是两个完全不同的概念。非恒定流时 流线与迹线不相重合,在恒定流时流线与 迹线相重合。
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15
(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 动称为恒定流动。
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azd dw t w tu w xv w yw w z
局部加速度
9
由此可知:质点的加速度有两部分组成
➢ 时变加速度(当地加速度): 流动过程中流体由于速度随时间
变化而引起的加速度;
➢ 位变加速度(迁移加速度) 流动过程中流体由于速度随位置
变化而引起的加速度。
10
对任意物理量其质点导数:
dNNuNvNwN dt t x y z
p p(x, y, z,t)
6
控制体:空间某一确定的区域。其 特点:
1.控制体的体积、形状、大小不随时间 变化。
F
2.控制面上有质量 交换,即有流入也 有流出。
3.在控制面上,受 到外界物体给控制 体的力。
7
三.质点加速度质点导数
定义:流体质点的物理量对时间的变 化率称为该物理量的质点导数。
速度
一、拉格朗日方法 以流场中个别质点的运动为出发
点,研究所有质点的流动。
空间坐标
x x(a,b,c,t)
y
y(a,b,c,t)
z z ( a , b , c , t )
任何质点在空间的位置(x,y,z)都可看 作是(a,b,c)和时间 t 的函数。
2
注意: ➢(a,b,c)=const , t为变数,可以 得出某个指定质点在任意时刻所处的 位置。 ➢ (a,b,c)为变数, t =const ,可 以得出某一瞬间不同质点在空间的分 布情况。
You Know, The More Powerful You Will Be
14
结束语
当你尽了自己的最大努力时,失败也是伟大的, 所以不要放弃,坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人:XXXXXX 时 间:XX年XX月XX日
N可是矢量也可是标量。
N ——当地变化率(局部变化率)
t
uNvNwN ——迁移变化率
x y z
11
四.流动的分类
定常流:是指流场中流体参数不随时间 而变化,局部变化率为零。
V 0 t
p 0 t
0 t
非定常流:是指流场中流体参数随时 间变化,局部变化率不为零。
V 0 t
p 0 t
0 t
15
第三章 理想流体动力学
§3-1 描述流体运动的两种方法 §3-2 流线和流管 §3-3 连续性方程和质量守恒 §3-4 欧拉运动方程与积分形式的动量 方程 §3-5 理想流体的定常运动的伯努利方程 §3-6 压强沿流线法向的变化 §3-7 总流伯努利方程 §3-8 动量方程和动量矩方程及其应用
1
§1 描述流体运动的两种方法
12
均匀流:各过水断面上的流速分布图沿程 不变,过水断面是平面,沿程各过水断面 的形状和大小都保持一样。
非均匀流:流场中相应点的流速大小或方 向或同时二者沿程改变,即沿流程方向速 度分布不均。(非均匀流又可分为急变流 和渐变流)
13
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
3
系统:由确定的流体质点组成的流体团, 以流体团作为研究对象。其特点:
1.边界随流团一起运动,其形状、大小随 时间变化。
2.边界上无质量交换, 即无流入也无流出。
系统
V
3.在系统边界上,受到 外界作用在系统边界上 的力点的
运动即以流场作为描述对象,研究流动 的方法。
它不直接追究质点的运动过程, 而是以充满运动液体质点的空间——流 场为对象。研究各时刻质点在流场中的 变化规律。
5
流场运动参数是坐标和时间(x, y,z,t)的连续函数。
速度:
u u(x, y,z,t)
v
v(x,
y,
z,t)
w w ( x , y , z , t )
压力、密度:
(x, y, z,t)
u u(x, y,z,t)
v
v(x,
y,
z,t)
w w ( x , y , z , t )
质点
du u u x u y u z dt t x t y t z t
导数:
u t
u
u x
v
u y
wu z
ax
8
同理
axd du t u tu u xv u yw u z
ayd dv t v tu v xv y vw v z
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