流体力学基本概念和基础知识..

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流体力学基本概念和基础知识(部分)1.什么是粘滞性?什么是牛顿内摩擦定律?不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体?流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质dydu A T μ= 满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体 请阐述液体、气体的动力粘滞系数随着温度、压强的变化规律。

水的黏滞性随温度升高而减小;空气的黏滞性随温度的升高而增大。

(动力粘度μ体现黏滞性)通常的压强对流体的黏滞性影响不大,但在高压作用下,气液的动力黏度随压强的升高而增大。

2.在流体力学当中,三个主要的力学模型是指哪三个?并对其进行说明。

连续介质(对流体物质结构的简化)、无黏性流体(对流体物理性质的简化)、不可压流体(对流体物理性质的简化)3.什么是理想流体?不考虑黏性作用的流体,称为无黏性流体(或理想流体)4.什么是实际流体? 考虑黏性流体作用的实际流体5.什么是不可压缩流体?流体在流动过程中,其密度变化可以忽略的流动,称为不可压缩流动。

6.为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线?流体在静止时不能承受拉力和切力,所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向7.为什么水平面必是等压面?由于深度相等的点,压强也相同,这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面,可见水平面是压强处处相等的面,即水平面必是等压面。

8.什么是等压面?满足等压面的三个条件是什么?在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。

满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。

9.什么是阿基米德原理?无论是潜体或浮体的压力体均为物体浸入液体的体积,也就是物体排开液体的体积。

10.潜体或浮体在重力G和浮力P的作用,会出现哪三种情况?重力大于浮力,物体下沉至底。

重力等于浮力,物体在任一水深维持平衡。

重力小于浮力,物体浮出液体表面,直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。

11.等角速旋转运动液体的特征有那些?(1)等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇;(2)在同一水平面上的轴心压强最低,边缘压强最高。

(完整版)流体力学重点概念总结

(完整版)流体力学重点概念总结

第一章绪论表面力:又称面积力,是毗邻流体或其它物体,作用在隔离体表面上的直接施加的接触力。

它的大小与作用面积成比例。

剪力、拉力、压力质量力:是指作用于隔离体内每一流体质点上的力,它的大小与质量成正比。

重力、惯性力流体的平衡或机械运动取决于:1.流体本身的物理性质(内因)2.作用在流体上的力(外因)流体的主要物理性质:密度:是指单位体积流体的质量。

单位:kg/m3 。

重度:指单位体积流体的重量。

单位: N/m3 。

流体的密度、重度均随压力和温度而变化。

流体的流动性:流体具有易流动性,不能维持自身的形状,即流体的形状就是容器的形状。

静止流体几乎不能抵抗任何微小的拉力和剪切力,仅能抵抗压力。

流体的粘滞性:即在运动的状态下,流体所产生的阻抗剪切变形的能力。

流体的流动性是受粘滞性制约的,流体的粘滞性越强,易流动性就越差。

任何一种流体都具有粘滞性。

牛顿通过著名的平板实验,说明了流体的粘滞性,提出了牛顿内摩擦定律。

τ=μ(du/dy)τ只与流体的性质有关,与接触面上的压力无关。

动力粘度μ:反映流体粘滞性大小的系数,单位:N•s/m2运动粘度ν:ν=μ/ρ第二章流体静力学流体静压强具有特性1.流体静压强既然是一个压应力,它的方向必然总是沿着作用面的内法线方向,即垂直于作用面,并指向作用面。

2.静止流体中任一点上流体静压强的大小与其作用面的方位无关,即同一点上各方向的静压强大小均相等。

静力学基本方程: P=Po+pgh等压面:压强相等的空间点构成的面绝对压强:以无气体分子存在的完全真空为基准起算的压强 Pabs相对压强:以当地大气压为基准起算的压强 PP=Pabs—Pa(当地大气压)真空度:绝对压强不足当地大气压的差值,即相对压强的负值 PvPv=Pa-Pabs= -P测压管水头:是单位重量液体具有的总势能基本问题:1、求流体内某点的压强值:p = p0 +γh;2、求压强差:p – p0 = γh ;3、求液位高:h = (p - p0)/γ平面上的净水总压力:潜没于液体中的任意形状平面的总静水压力P,大小等于受压面面积A与其形心点的静压强pc之积。

(完整版)流体力学知识点总结汇总

(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。

流体力学的基本知识点的阐述

流体力学的基本知识点的阐述

(压力形式)
(1-8)
1.2 流体静力学基本概念
变形得 p1/ρ+z1g=p2/ρ+z2g (能量形式)(1-9) 若将液柱的上端面取在容器内的液面上,设液面上 方的压力为pa,液柱高度为h,则式(1-8)可改写为 p2=pa+ρgh (1-10) 式(1-8)、式(1-9)及式(1-10)均称为静力学 基本方程,其物理意义在于:在静止流体中任何一点的 单位位能与单位压能之和(即单位势能)为常数。
1.2 流体静力学基本概念
图1.3 绝对压力、表压与真空度的关系
1.2 流体静力学基本概念
1.2.2 流体静力学平衡方程
1.2.2.1 静力学基本方程
假如一容器内装有密度为ρ的液体,液体可认 为是不可压缩流体,其密度不随压力变化。在静 止的液体中取一段液柱,其截面积为A,以容器 底面为基准水平面,液柱的上、下端面与基准水 平面的垂直距离分别为z1和z2,那么作用在上、下 两端面的压力分别为p1和p2。
1.1 流体主要的力学性质
1.1.2 流体的主要力学性质
1. 易流动性
流体这种在静止时不能承受切应力和抵抗剪切变形 的性质称为易流动性
2. 质量密度
单位体积流体的质量称为流体的密度,即ρ=m/V
3. 重量密度
流体单位体积内所具有的重量称为重度或容重,以γ 表示。γ=G/V
1.1 流体主要的力学性质
图1-8
1.4 流动阻力与能量损失
因是直径相同的水平管,u1=u2,Z1=Z2,故 Wf=(P1-P2)/ρ (1-22) 若管道为倾斜管,则 Wf=(P1/ρ+Z1g)-(P2/ρ+Z2g) (1-23) 由此可见,无论是水平安装还是倾斜安装, 流体的流动阻力均表现为静压能的减少,仅当水 平安装时,流动阻力恰好等于两截面的静压能之 差。

第一章 流体力学的基础知识

第一章 流体力学的基础知识

u P u Z1 Z2 2g 2g P
假设从1—1断面到2—2断面流动过程中损失为h, 则实际流体流动的伯努利方程为
2 u12 P u2 Z1 Z2 h 2g 2g
2 1
2 2
P
第一章 流体力学的基础知识
1.3 流体动力学基础
【例 1.2 】如图 1-7所示,要 用水泵将水池中的水抽到用 水设备,已知该设备的用水 量为 60m3/h ,其出水管高
单体面积上流体的静压力称为流体的静压强。
若流体的密度为ρ,则液柱高度h与压力p的关系 为:
p=ρgh
第一章 流体力学的基础知识
1.2 流体静力学基本概念
1.2.1 绝对压强、表压强和大气压强
以绝对真空为基准测得的压力称为绝对压力,它是流 体的真实压力;以大气压为基准测得的压力称为表压 或真空度、相对压力,它是在把大气压强视为零压强 的基础上得出来的。
第一章 流体力学的基础知识
1.3 流体动力学基础
(3) 射流
流体经由孔口或管嘴喷射到某一空间,由于运动的 流体脱离了原来的限制它的固体边界,在充满流体的空 间继续流动的这种流体运动称为射流,如喷泉、消火栓 等喷射的水柱。
第一章 流体力学的基础知识
1.3 流体动力学基础
4. 流体流动的因素
(1) 过流断面
2. 质量密度
单位体积流体的质量称为流体的密度,即ρ=m/V
3. 重量密度
流体单位体积内所具有的重量称为重度或容重,以γ 表示。γ=G/V
第一章 流体力学的基础知识
1.1 流体主要的力学性质
质量密度与重量密度的关系为:
γ=G/V=mg/V=ρg
4. 粘性
表明流体流动时产生内摩擦力阻碍流体质点或流层 间相对运动的特性称为粘性,内摩擦力称为粘滞力。 粘性是流动性的反面,流体的粘性越大,其流动性

流体力学基础知识解析

流体力学基础知识解析

流体力学基础知识解析流体力学是研究流体运动和流体特性的科学领域。

本文将深入探讨流体力学的基础知识,包括流体的定义、性质以及流体运动的描述和定律。

一、流体的定义和性质流体是物质的一种状态,它可以分为液体和气体两种基本形态。

与固体相比,流体的分子之间相互移动并且没有固定位置,因此流体具有可塑性、形变性和流动性等特点。

流体的性质包括密度、粘度和压力等。

密度是指单位体积内所含质量的多少,通常用符号ρ表示。

粘度是指流体内部的摩擦阻力,表示了流体流动的阻碍程度,通常用符号μ表示。

压力是指单位面积上垂直于该面的力的大小,通常用符号p表示。

二、流体运动的描述为了描述流体运动,我们需要引入一些基本概念和量。

1. 流体流速(Velocity):流体在某一点上的瞬时速度,可以分为矢量和标量两种形式。

2. 流体流量(Flow rate):单位时间内通过某一截面的流体体积,通常用符号Q表示。

3. 流体通量(Flux):单位时间内通过某一单位面积的流体质量,通常用符号Φ表示。

4. 流体位(Potential):流体的每一点都有一个势能,通常用符号φ表示。

三、流体力学的基本定律在流体力学中,有两个基本定律被广泛应用,分别是质量守恒定律(连续性方程)和动量守恒定律(动量方程)。

1. 质量守恒定律(连续性方程):质量守恒定律表明,单位时间内通过任意两个截面的流体流量相等。

数学表达式为:∂(ρQ)/∂t + ∇·(ρv) = 0其中,ρ为流体密度,Q为流体流率,v为流体速度场。

2. 动量守恒定律(动量方程):动量守恒定律表明,流体在外力作用下,单位时间内动量的变化等于外力对流体的作用。

数学表达式为:∂(ρv)/∂t + ∇·(ρvv) = -∇p + ∇·(μ∇v) + ρg其中,p为压力,μ为流体的黏度,g为重力加速度。

四、应用领域流体力学的基础知识被广泛应用于许多工程和科学领域。

举几个例子:1. 汽车工程:流体力学理论可用于模拟车辆行驶时的空气动力学特性,从而优化汽车设计。

化工原理第一章流体力学

化工原理第一章流体力学

反映管路对流体的阻力特性
表示管路中流量与压力损失之间 关系的曲线
管路特性曲线的概念
01
03 02
管路特性曲线及其应用
管路特性曲线的绘制方法 通过实验测定一系列流量下的压力损失数据 将数据绘制在坐标图上,并进行曲线拟合
管路特性曲线及其应用
01 管路特性曲线的应用
02
用于分析管路的工作状态,如是否出现阻塞、泄漏等
流速和流量测量误差分析
• 信号处理误差:如模拟信号转换为数字信 号时的量化误差、信号传输过程中的干扰 等。
流速和流量测量误差分析
管道截面形状不规则
导致实际流通面积与计算流通面积存在偏差。
流体流动状态不稳定
如脉动流、涡街流等导致流量波动较大。
流速和流量测量误差分析
仪表精度限制
仪表本身的精度限制以及长期使用后的磨损等因素导 致测量误差增大。
流体静压强的表示
方法
绝对压强、相对压强和真空受力平衡条件,推导出流体平 衡微分方程。
流体平衡微分方程的物理意义
描述流体在静止状态下,压强、密度和重力 之间的关系。
流体平衡微分方程的应用
用于求解流体静力学问题,如液柱高度、液 面形状等。
重力作用下流体静压强的分布规律
连续介质模型的意义
连续介质模型是流体力学的基础,它 使得我们可以运用数学分析的方法来 研究流体的运动规律,从而建立起流 体力学的基本方程。
流体力学的研究对象和任务
流体力学的研究对象
流体力学的研究对象是流体(包括液体和气体)的平衡、运动及其与固体边界的相互作 用。
流体力学的任务
流体力学的任务是揭示流体运动的内在规律,建立描述流体运动的数学模型,并通过实验和 计算手段对流体运动进行预测和控制。具体来说,流体力学需要解决以下问题:流体的静力

01_流体力学基本知识

01_流体力学基本知识

运动粘度
ν =
运动粘度的单位是 m2 / s
µ
ρ
常温常压下,水和空气的粘度系数分别为 常温常压下, 水: 空气: 空气:
ν = 1×10 m / s = 0.01cm / s
−6 2 2
ν = 15×10 m / s = 0.15cm / s
−5 2 2
ν水 1/15 空气 = ν
• 流体的粘性愈大,其值愈大,所以称为粘滞系数 流体的粘性愈大,其值愈大, 或动力粘度, 简称为粘度。 或动力粘度, 简称为粘度。 对于液体:温度增加,粘度下降; 为什么? 对于液体:温度增加,粘度下降; 为什么? 因为液体温度上升,其分子之间距变大, (因为液体温度上升,其分子之间距变大,其内摩 擦力下降, 擦力下降,) 对于气体:温度增加,粘度上升; 为什么? 对于气体:温度增加,粘度上升; 为什么? 对于气体,温度上升,其分子的碰撞增加, (对于气体,温度上升,其分子的碰撞增加,内摩 擦增加) 擦增加)
牛顿粘性定律 牛顿在《自然哲学的数学原理》中假设: 牛顿在《自然哲学的数学原理》中假设:“流体两部分由于缺 乏润滑而引起的阻力,同这两部分彼此分开的速度成正比” 乏润滑而引起的阻力,同这两部分彼此分开的速度成正比”。 即在图中, 即在图中,粘性切应力为
τ =µ
du & = µγ dy
上式称为牛顿粘性定律,它表明: 上式称为牛顿粘性定律,它表明: 粘性切应力与速度梯度成正比; ⑴粘性切应力与速度梯度成正比; ⑵粘性切应力与角变形速率成正比; 粘性切应力与角变形速率成正比; ⑶比例系数称动力粘度,简称粘度。 比例系数称动力粘度,简称粘度。
压强计算方法与单位 1. 压强计算方法
p = p0 + ρgh
完全真空 压强基准 大气压强 pa
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流体力学基本概念和基础知识(部分)1.什么是粘滞性?什么是牛顿内摩擦定律?不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体?流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质 dydu A T μ= 满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体 请阐述液体、气体的动力粘滞系数随着温度、压强的变化规律。

水的黏滞性随温度升高而减小;空气的黏滞性随温度的升高而增大。

(动力粘度μ体现黏滞性)通常的压强对流体的黏滞性影响不大,但在高压作用下,气液的动力黏度随压强的升高而增大。

2.在流体力学当中,三个主要的力学模型是指哪三个?并对其进行说明。

连续介质(对流体物质结构的简化)、无黏性流体(对流体物理性质的简化)、不可压流体(对流体物理性质的简化)3.什么是理想流体?不考虑黏性作用的流体,称为无黏性流体(或理想流体)4.什么是实际流体? 考虑黏性流体作用的实际流体5.什么是不可压缩流体?流体在流动过程中,其密度变化可以忽略的流动,称为不可压缩流动。

6.为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线?流体在静止时不能承受拉力和切力,所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向7.为什么水平面必是等压面?由于深度相等的点,压强也相同,这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面,可见水平面是压强处处相等的面,即水平面必是等压面。

8.什么是等压面?满足等压面的三个条件是什么?在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。

满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。

9.什么是阿基米德原理?无论是潜体或浮体的压力体均为物体浸入液体的体积,也就是物体排开液体的体积。

10.潜体或浮体在重力G和浮力P的作用,会出现哪三种情况?重力大于浮力,物体下沉至底。

重力等于浮力,物体在任一水深维持平衡。

重力小于浮力,物体浮出液体表面,直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。

11.等角速旋转运动液体的特征有那些?(1)等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇;(2)在同一水平面上的轴心压强最低,边缘压强最高。

12.什么是绝对压强和相对压强?两者之间有何关系?通常提到的压强是指绝对压强还是相对压强?1个标准大气压值以帕(Pa)、米水柱(mH2O)、毫米水银柱(mmHg)表示,其值各为多少?绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。

相对压强:当地同高程的大气压强ap为零点起算的压强。

压力表的度数是相对压强,通常说的也是相对压强。

1atm=101325pa=10.33mH2O=760mmHg.13.什么叫自由表面?和大气相通的表面叫自由表面。

14.什么是流线?什么是迹线?流线与迹线的区别是什么?流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线,此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合,这条曲线叫流线。

区别:迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。

流线是由无究多个质点组成的,它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。

而迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。

15.什么是流场?我们把流体流动占据的空间称为流场16.什么是欧拉法?什么是拉格朗日法?欧拉法:通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。

拉格朗日法:通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。

17.什么是恒定流动?什么是非恒定流动?什么是均匀流?什么是非均匀流?什么是急变流?什么是渐变流?运动平衡的流动,各点流速不随时间变化,由流速决定的压强、粘性力也不随时间变化,这种流动称之为恒定流动反之为非恒定流动。

质点流速的大小和方向均不变的流动叫均匀流动,反之为非均匀流动。

不均匀流动又按流速随流向变化的缓急,分为渐变流和急变流18.应用恒定总统能量方程时,为什么把过流断面选在渐变流段或均匀流段?19.因为建立恒定总流的伯努利方程时,把(z+P/pg)作为常熟提到积分号外面,只有渐变流断面或均匀流断面的(Z+P/pg)=C。

19.在写总流能量方程时,过流断面上的代表点、基准面是否可以任意选取?为什么?可以,因为渐变流断面或均匀流断面上(Z+P/pg)=C20.动能修正系数?动量修正系数?二者的大小和速度分布有何关系?动能修正系数:总流有效断面上的实际动能对按平均流速算出假象动能的比值,流速分布越不均匀,值越大。

动量修正系数:实际动量和按照平均流速计算的动量的比值,流速分布越不均匀,值越大。

21.什么是沿程损失?什么是局部损失?紊流流态下,管内沿程阻力系数的变化规律?在沿程不变的管段上,流动阻力沿程也基本不变,称这类阻力为沿程阻力,克服沿程阻力引起的能量损失为沿程损失。

在边壁急剧变化的区域,阻力主要地集中在该区域中及其附近,这种集中分布的阻力称为局部阻力。

克服局部阻力的能量损失为局部损失。

紊流光滑区(Re ≥4000) (Re)f =λ22.雷诺实验揭示了流体存在两种流态,它们是如何定义的?判别流态的准则是什么?并阐述其物理意义。

对有压圆管流,判别准则的临界值为多少?层流:各液层间毫不相混,分层有规则的流动状态。

紊流:液体质点的运动轨迹是极不规则的,各部分流体相互剧烈掺混。

用临界雷诺数作为判断准则,圆管流临界雷诺数等于200023.圆管层流流速分布规律?切应力的分布规律?)(420r r J u -=μγ γ——容重;J ——水力坡度;μ——动力黏度;0r ——管半径 J R g '=ρτ R '——对应的水力半径24.尼古拉兹实验中,沿程阻力系数的变化曲线分为哪几个区域?请分别阐述其变化规律?湍流三个不同流区沿程阻力系数的影响因素以及形成不同流区的根本原因。

层流区;层,紊流过渡区;紊流光滑区;紊流过渡区;紊流粗糙区25.相同的水力条件下,孔口自由出流的流量与管嘴出流的流量相比较,哪一个大?为什么会产生这种现象?管嘴正常工作的条件是什么?在相同条件下,管嘴的过流能力是孔口的 1.32倍。

收缩断面处真空起的作用。

圆柱形外管嘴的正常工作条件:作用水头 H0≤9.3m,管嘴长度l=(3~4)d.26.什么叫孔口自由出流和淹没出流?在容器侧壁或底壁上开一孔口,容器中的液体自孔口出流到大气中,称为孔口自由出流。

如出流到充满液体的空间,则称为淹没出流。

27.什么是有旋流动?什么是无旋流动?流体微团的旋转角速度不完全为零的流动称为有旋流动,流场中各点旋转角速度等于零的运动,成为无旋运动。

28.在流体力学中,拉格朗日分析法和欧拉分析法有何区别?拉格朗曰法着眼于流体中各质点的流动情况跟踪每一个质点观察与分析该质点的运动历程然后综合足够多的质点的运动情况以得到整个流体运动的规律。

欧拉法着眼于流体经过空间各固定点时的运动情况它不过问这些流体运动情况是哪些流体质点表现出来的也不管那些质点的运动历程因此拉格朗曰分析法和欧拉分析法是描述流体的运动形态和方式的两种不同的基本方法。

29.什么叫流管、流束、过流断面和元流?流线组成的管状流面,称为流管。

流管以内的流体,称为流束。

垂直于流束的断面称为流束的过流断面,当流束的过流断面无限小时,这根流束就称为元流。

30.什么是入口段长度?对于层流、紊流分别用什么表示?从入口到形成充分发展的管流的长度称为入口段长度,以Xe 表示。

层流:Xe/d=0.028Re.紊流:Xe/d=50.31.什么是单位压能?压力作功所能提供给单位重量流体的能量,称为单位压能32.什么是几何相似、运动相似和动力相似?什么是力学相似?几何相似是指流动空间几何相似,即形成此空间任意相应两线段交角相同,任意相应线段长度保持一定的比例。

运动相似是指两流动的相应流线几何相似,即相应点的流速大小成比例,方向相同。

动力相似是指要求同名力作用,相应的同名力成比例。

33.要保证两个流动问题的力学相似所必须具备的条件是什么?如果两个同一类的物理现象,在对应的时空点上,各标量物理量的大小成比例,各向量物理量除大小成比例外,且方向相同,则称两个现象是相似的。

要保证两个流动问题的力学相似,必须是两个流动几何相似,运动相似,动力相似,以及两个流动的边界条件和起始条件相似。

34.什么是因次(量纲)?什么是因次(量纲)分析法?因次是指物理量的性质和类别。

因次分析法就是通过对现象中的物理量的因次以及因次之间互相联系的各种性质的分析来研究对象相似性的方法。

35.什么是量纲(因次)和谐原理?试举例说明。

完整的物理方程式中的各项的因次应相同的性质36.为什么虹吸管能将水输送到一定的高度?因为虹吸管内出现真空37.什么是泵的扬程?泵所输送的单位重量流量的流体从进口道出口能量的增值,也就是单位重量流量的流体通过泵所获得的有效能量。

38.什么是水力半径?什么是当量直径?水力半径:过流断面面积与湿周的比值。

当量直径=4乘以水力半径。

39.什么是气蚀现象?产生气蚀现象的原因是什么?气蚀指浸蚀破坏材料之意,它是空气泡现象所产生的后果。

产生原因:泵的安装位置高出吸液面的高度太大;泵安装地点的大气压太低;泵所输送的液体的温度过高。

40.试述沿程阻力系数的变化规律?什么是水力光滑?当层流次层的厚度大于壁面粗糙度的尺寸时,粗糙凸出的尺寸淹没在层流次层中,绝对粗糙度对液流没有影响,这种区域称为水力光滑区。

41.什么是沿程损失?沿程阻力系数与哪些因素有关?在沿程不变的管段上,流动阻力沿程也基本不变,称这类阻力为沿程阻力,克服沿程阻力引起的能量损失为沿程损失。

与雷诺数和管壁粗糙度有关42.什么是滞止参数?气流某断面的流速,设想以无摩擦绝热过程降低至零时,断面各参数所达到的值,称为气流在该断面的滞止参数。

滞止参数一下标“0”表示43.气流速度与断面的关系有哪几种?M<1为亚音速流动,说明速度随断面的增大而减慢;随断面的减少而加快。

M>1为超音速流动,说明速度随断面的增大而加快;随断面的减少而减慢。

M=1既气流速度与当地音速相等,此时称气体处于临界状态。

44.自由紊流射流的运动,动力特征是什么?在自由紊流射流的主体段,射流各断面上速度分布是相似的,轴线速度越来越小,横截面积越来越大,质量流量也越来越大;个横截面上的动量守恒。

45.何为自由射流?何为受限射流?试述两种射流的结构图形,并对比有何异同?出流到无限大空间中,流动不受固体边壁的限制,自由射流;反之为受限射流。

受限射流的射流半径和流量不是一直增加,增大到一定程度后反而逐渐减小,使其边界线呈橄榄形48.紊流中为什么存在粘性底层?其厚度与哪些因素有关?其厚度对紊流分析有何意义?在近壁处,因液体质点受到壁面的限制,不能产生横向运动,没有混掺现象,流速梯度du/dy很大,粘滞切应力τ=μdu/dy仍然起主要作用。

粘性底层厚度与雷诺数、质点混掺能力有关。

随Re的增大,厚度减小。

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