流体力学知识点(1)

合集下载

流体力学知识点范文

流体力学知识点范文

流体力学知识点范文流体力学是研究流体静力学和流体动力学的一个学科,涉及到流体的运动、力学性质以及相关实验和数值模拟方法。

流体力学的应用广泛,包括气象学、海洋学、土木工程、航空航天工程等领域。

以下是流体力学的一些重要知识点。

1.流体的性质流体是一种能够自由流动的物质,包括气体和液体。

与固体不同,流体具有可塑性、可挤压性和物质变形后恢复自然形状的性质。

流体的密度、压力、体积、温度和粘度是流体性质的基本参数。

2.流体的运动描述流体的运动包括膨胀、收缩、旋转和流动等。

为了描述流体的运动,需要引入一些描述流体运动的物理量,如速度、流速、加速度和流量。

流体的速度矢量表示流体粒子的运动方向和速度大小。

3.流体静力学流体静力学研究的是在静压力的作用下,流体内各点之间的静力平衡关系。

流体的静力压力与深度成正比,由于流体的可塑性,静压力会均匀传输到容器中的各个部分。

流体静力学应用于液压系统、液态储存设备和液压机械等领域。

4.流体动力学流体动力学研究的是流体在外力作用下的运动行为。

流体动力学分为流体动力学和流体动量守恒两个方面。

流体动力学研究的是流体的速度和加速度,以及流体流动的力学性质。

流体动量守恒研究的是流体在内外力作用下动量的转移和守恒。

流体动力学应用于气象学、水力学、航空航天工程等领域。

5.流体的流动方程流体力学的基本方程是质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。

质量守恒方程描述了流体的质量守恒原理,即质量在流体中是守恒的。

动量守恒方程描述了流体的动量守恒原理,即外力对流体的动量变化率等于流体的加速度乘以单位质量的流体体积。

能量守恒方程描述了流体的能量守恒原理,即流体在流动过程中能量的转化和传输。

6.流体力学问题的数值模拟由于流体力学问题具有复杂性和非线性性,很多问题难以通过解析方法得到解析解。

因此,数值模拟成为解决流体力学问题的一种重要方法。

数值模拟方法包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。

这些方法通过将流体力学问题离散化为一组代数方程来进行数值求解。

流体力学知识点大全

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。

流体力学知识点(1)

流体力学知识点(1)

1.方法:理论分析;实验;数值计算。

2.容重(重度)容重:指单位体积流体的重量。

水的容重常用值: γ =9800 N/m33.流体的粘性 流体内部质点之间或流层间因相对运动而产生内摩擦力(切力)以反抗相对运动的性质。

粘性产生的原因 1)分子不规则运动的动量交换形成的阻力 2)分子间吸引力形成的阻力运动的流体所产生的内摩擦力(即粘性力)的大小与与下列因素有关: 接触面的面积A成正比; 与两平板间的距离h 成反比; 与流速U 成正比; 与流体的物理性质(黏度)成正比;牛顿内摩擦定律公式为:4.压缩系数β 压缩系数β:流体体积的相对缩小值与压强增值之比,即当压强增大一个单位值时,流体体积的相对减小值:(∵质量m 不变,dm=d(ρv)= ρdv+vd ρ=0, ∴ )体积弹性模量K体积弹性模量K是体积压缩系数的倒数。

液体β 与K随温度和压强而变化,但变化甚微。

5.流体的压缩性是流体的基本属性。

6.理想流体:是一种假想的、完全没有粘性的流体。

实际上这种流体是不存在的。

根据理想流体的定义可知,当理想流体运动时,不论流层间有无相对运动,其内部都不会产生内摩擦力,流层间也没有热量传输。

这就给研究流体的运动规律等带来很大的方便。

因此,在研究实际流体的运动规律时,常先将其作为理想流体来处理。

Eg:按连续介质的概念,流体质点是指:A 、流体的分子;B 、流体内的固体颗粒;C 、几何的点;D 、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。

(D)如图,在两块相距20mm 的平板间充满动力粘度为0.065(N ·s )/m2的油,如果以1m/s 速度拉动距上平板5mm ,面积为0.5m2的薄板(不计厚度)。

求(1)需要的拉力F ;(2)当薄板距下平面多少时?F 最小。

1.解 (1)平板上侧摩擦切应力:平板下侧摩擦切应力:拉力:(2)对方程两边求导,当求得 此时F 最小。

一底面积为40 ×45cm2,高为1cm 的木块,质量为5kg ,沿着涂有润滑油的斜面向下作等速运动,如图所示,已知木块运动速度u =1m/s ,油层厚度d =1mm ,由木块所带动的油hAUT μ∝dydu Ah U A T μμ==(m 2 /N ) dp d dp VdV ρρβ//=-=dpd dp dVρ=-ρρβ//1d dp V dV dp K =-==(N/m 2 )δμμτu dy du ≈=13005.01065.01=⨯=τ(N/m 2) 33.4015.01065.01=⨯=τ(N/m 2) 665.85.0)33.413()(21=⨯+=+=A F ττ(N ) )2011(065.0HH F -+=0'=Fmm H 10=层的运动速度呈直线分布,求油的粘度。

工程流体力学知识点总结

工程流体力学知识点总结

工程流体力学知识点总结一、工程流体力学的内容1.流体力学的基本概念工程流体力学是一门重要的工程学科,它是研究运动的流体分布特性、流动过程的动力学特征、流体受力的控制机理以及提供理论支持的工程应用理论。

它综合了物理学、数学、材料学和力学等知识,它包括流体动力学、传热传质、流体力学和流体机械等方面的研究内容。

2.流体动力学流体动力学是流体运动的力学理论,它研究的是流体中的物理量,如流速、压力、密度等的变化和流体运动的规律。

它是流体物理学的基本内容,是工程流体力学的基础理论。

它的研究内容主要包括流体的静力学、流体的流变力学、流体的流动特性、流体的热力学性质、流体的动力学和流体的流动特性等。

3.传热传质传热传质是研究流体在传热和传质的过程中热量和物质的传递机理的一门学科。

它包括流体的热传导、热对流和热辐射、物质的传质、物质输运等方面的内容。

4.流体力学流体力学是一门综合学科,是研究流体的能量、动量和位置变化的动力学特性及其应用的学科。

流体力学研究的内容包括流体的流量和压力、流体的质量和动量、流体的流速、流体的流动特性等。

它主要研究的是流体受力的特性和运动特性,是工程流体力学中最重要的学科之一。

5.流体机械的理论流体机械是研究利用流体动力驱动转子的机械装置的科学,包括机械装置的流体的传动特性、涡轮机械和泵的流量控制、流体中的变频调速以及比热容与流场等。

它是工程流体力学中的重要内容,也是工程设计的重要基础。

二、工程流体力学的应用工程流体力学的基本理论可以应用于各种工程中,如机械制造、空气动力学、海洋技术、热能技术、新能源技术、能源储存和节能技术、化工反应技术等。

它在社会经济建设中发挥着重要作用,可以为社会生产提供良好的环境保护技术手段,也可以为工程设计和技术开发提供依据。

流体入门知识点总结图解

流体入门知识点总结图解

流体入门知识点总结图解一、流体的基本概念1. 流体概念流体是一种物质的状态,是指在外力作用下能够流动的物质,包括液体和气体。

流体具有流动性、变形性和粘性。

2. 流体性质密度:流体的质量与单位体积的比值。

比重:流体的密度与水的密度的比值。

粘度:流体的内部阻力,决定了流体的黏稠度。

3. 流体静力学基本假设(1)流体是连续的。

(2)流体是不可压缩的。

(3)流体是静止的或者静止状态的流体。

二、流体静力学1. 压力(1)压力的定义:单位面积上的力。

(2)压强:单位面积上的压力。

(3)流体的压力:液体或气体内各点的压力都相等,且在不同深度的液体中,压力与深度成正比。

2. 压力的传递液体传压:液体内各点的压力是平行的,且在各点的压力相等。

气体传压:气体内各点的压力也是平行的,但是气体的密度非常的小,所以气体的传压效应并不显著。

3. 浮力物体在液体中浸没时,液体对物体产生的向上的浮力。

浮力的大小与物体的体积成正比。

三、流体动力学1. 流体的动力学特性流体力学包括了流体的流动、旋转、涡动和湍流等特性。

2. 流体流动的分类(1)按流动程度分类:层流流动和湍流流动。

(2)按流动速度分类:亚临界流动、临界流动和超临界流动。

(3)按流动方向分类:一维流动、二维流动和三维流动。

3. 流速和流量流速:单位时间内流体通过单位横截面积的速度。

流量:单位时间内流体通过横截面的体积。

四、基本流体方程1. 连续性方程连续性方程描述了流体的流动过程中质量的守恒,表现为质量流量的守恒。

\[A_1 v_1 = A_2 v_2\]2. 动量方程动量方程描述了流体在流动过程中的动量守恒。

动量方程可以用来计算流体在流动中所受的压力和阻力。

\[F = \frac{{\Delta p}}{{\Delta t}}\]3. 质能方程质能方程描述了流体在流动过程中的能量守恒。

质能方程可以用来计算流体内能和外力对流体的功率变化。

五、流体流动的控制方程1. 泊松方程泊松方程描述了流体的流动与液体的静力平衡。

流体力学知识点总结

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。

流体力学知识点

第一章流体流动§1.1.1、概述1、流体—液体和气体的总称。

流体具有三个特点①流动性,即抗剪抗张能力都很小。

②无固定形状,随容器的形状而变化。

③在外力作用下流体内部发生相对运动。

2、流体质点:含有大量分子的流体微团。

流体分子自由程<流体质点尺寸<设备大小,流体质点成为研究流体宏观运动规律的考察对象。

3、流体连续性假设:假设流体是由大量质点组成的彼此间没有空隙,完全充满所占空间的连续介质。

连续性假设的目的是为了摆脱复杂的分子运动,而从宏观的角度来研究流体的流动规律,这时,流体的物理性质及运动参数在空间作连续分布,从而可用连续函数的数学工具加以描述。

流体流动规律是本门课程的重要基础,这是因为:①流体的输送研究流体的流动规律以便进行管路的设计、输送机械的选择及所需功率的计算。

②压强、流速及流量的测量为了了解和控制生产过程,需要对管路或设备内的压强、流量及流速等一系列的参数进行测量,这些测量仪表的操作原理又多以流体的静止或流动规律为依据的。

③为强化设备提供适宜的流动条件化工生产中的传热、传质过程都是在流体流动的情况下进行的。

设备的操作效率与流体流动状况有密切的联系。

因此,研究流体流动对寻找设备的强化途径具有重要意义。

本章将着重讨论流体流动过程的基本原理及流体在管内的流动规律,并运用这些原理及规律来分析和计算流体的输送问题。

第二节流体静力学方程流体静力学是研究流体在外力作用下处于平衡的规律。

本节只讨论流体在重力和压力作用下的平衡规律。

§1.2.1流体的密度和比容1、流体的密度:单位体积的流体所具有的质量。

/m V ρ=∆∆当V ∆趋近于零时,/m V ∆∆的极限值为流体内部某点的密度,可以写成:0limV mVρ∆→∆=∆各种流体的密度可以从物理化学手册和有关资料中查得。

气体具有可压缩性及膨胀性,故其密度随温度及压强而变化,因此对气体密度必须标出其所处的状态。

从手册中查出的气体密度是某指定状态下的数值 ,应用时一定要换算到操作条件下的数值。

流体力学水力学知识点总结

流体力学水力学知识点总结一、流体力学基础知识1. 流体的定义:流体是一种具有流动性的物质,包括液体和气体。

流体的特点是没有固定的形状,能够顺应容器的形状而流动。

2. 流体的性质:流体具有压力、密度、粘性、浮力等基本性质。

这些性质对于流体的流动行为具有重要的影响。

3. 流体静力学:研究流体静止状态下的力学性质,包括压力分布、压力力和浮力等。

流体静力学奠定了流体力学的基础。

4. 流体动力学:研究流体在外力作用下的运动规律,包括速度场、流线、流量、动压、涡量等。

流体动力学研究的是流体的流动行为及其相关问题。

5. 流动方程:流体力学的基本方程包括连续方程、动量方程和能量方程。

这些方程描述了流体的运动规律,是解决流体力学问题的基础。

6. 流体模型:流体力学的研究对象是真实流体,但通常会采用模型来简化问题。

常见的模型包括理想流体模型、不可压缩流体模型等。

二、水力学基础知识1. 水的性质:水是一种重要的流体介质,具有密度大、粘性小、表面张力大等特点。

这些性质对于水力学问题具有重要影响。

2. 水流运动规律:水力学研究水的流动规律,包括静水压力分布、流速分布、流线形状等。

3. 基本水力学定律:包括质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律。

这些定律是解决水力学问题的基础。

4. 水流的计算方法:水力学中常用的计算方法包括流速计算、水头损失计算、管道流量计算等,这些方法是解决水力学工程问题的重要手段。

5. 水力学工程应用:水力学在工程中具有广泛的应用,包括水利工程、水电站设计、城市供水排水系统等方面。

6. 液体静力学:水力学中涉及了静水压力、浮力、气压等液体静力学问题。

这些问题对水力工程设计和建设具有重要影响。

三、近年来的流体力学与水力学研究进展1. 流固耦合问题:近年来,液固耦合问题成为流体力学与水力学领域的重点研究方向。

在这个方向上的研究主要涉及流固耦合现象的模拟、流固耦合系统的动力学特性等方面。

2. 多相流动问题:多相流动是指不同相的流体在空间和时间上相互混合流动的现象。

流体力学知识点

流体力学知识点
流体力学(Fluid mechanics)是研究在不压缩前提下运动的流体(包括气体和液体)运动规律及其在实际问题中的应用的科学。

下面是一些流体力学的知识点:
1. 流体概念:流体是指那些具有自由形态的物质,包括液体和气体。

与之相对的是固体,它们的形状和容积是固定的。

2. 流量和流速:流量是指在单位时间内流体穿过某一截面积的体积,通常用Q表示。

流速是流体穿过单位截面的速度,通常用v表示。

3. 黏性:黏性是流体抵抗形变的能力,也就是流体对于剪切力的反应。

黏性可以影响流体的流动行为,如引起粘滞力、涡旋等。

4. 涡旋和湍流:涡旋是流体中的一种自旋结构,能够影响周围流体的运动。

当流速足够高或管道过窄时,涡旋可以导致湍流,这对于流体的传输和控制有重要的影响。

5. 流体静力学:流体静力学是研究静止流体的行为和力学性质的学科,例如容器中的压强、静水压、浮力,以及流体静态的稳定性和压强分布等。

6. 流体动力学:流体动力学是研究流体在运动状态下行为和性质的学科。

它主要研究流体的动量、能量、质量守恒,并探讨流体在各种条件下的运动规律。

以上是一些流体力学的基本知识点,涵盖了流体特性、流动规律、流体静力学和流体动力学等方面。

流体力学在许多领域有广泛的应用,如工程、航天、海洋、气象等,都离不开对流体物理规律的深入理解和应用。

流体力学知识点

流体力学知识点流体力学是研究流体(包括液体和气体)的运动规律以及流体与固体之间相互作用的学科。

它在许多领域都有着广泛的应用,如航空航天、水利工程、化工、生物医学等。

下面我们来一起了解一些流体力学的重要知识点。

一、流体的性质流体具有易流动性,即它们在微小的切应力作用下就会发生连续的变形。

流体的密度和黏度是两个重要的物理性质。

密度是指单位体积流体的质量。

对于均质流体,密度是一个常数;对于非均质流体,密度会随位置而变化。

例如,空气在不同高度的密度不同。

黏度则反映了流体内部的内摩擦力。

黏度大的流体,如蜂蜜,流动起来比较困难;而黏度小的流体,如水,流动相对容易。

二、流体静力学流体静力学主要研究静止流体的压力分布规律。

帕斯卡定律指出,在密闭容器内,施加于静止液体上的压力将以等值传递到液体各点。

这在液压系统中有着重要的应用。

另一个重要的概念是浮力。

当物体浸没在流体中时,它受到的浮力等于排开流体的重量。

这就是阿基米德原理。

例如,船舶能够漂浮在水面上,就是因为受到的浮力等于其自身的重量。

三、流体运动学流体运动学关注流体的运动方式和描述方法。

流线是用来描述流体流动的重要概念。

流线是在某一瞬时,在流场中画出的一条空间曲线,在该曲线上,流体质点的速度方向与曲线相切。

流量是指单位时间内通过某一截面的流体体积或质量。

四、流体动力学流体动力学研究流体运动与受力之间的关系。

伯努利方程是流体动力学中的一个关键方程,它表明在理想流体的稳定流动中,沿着一条流线,总水头(位置水头、压力水头和速度水头之和)保持不变。

例如,在水平管道中,流速大的地方压力小,流速小的地方压力大。

这可以解释为什么飞机机翼上方的流速快、压力低,从而产生升力。

五、黏性流体的流动实际流体都具有黏性。

在黏性流体的流动中,会产生内摩擦力,导致能量损失。

层流和湍流是两种常见的流动状态。

层流时,流体的质点作有规则的平行运动,各层之间互不干扰;而湍流时,流体的质点作不规则的随机运动。

  1. 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. 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. 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)。

1.方法:理论分析;实验;数值计算。

2.容重(重度)容重:指单位体积流体的重量。

水的容重常用值: γ =9800 N/m33.流体的粘性 流体内部质点之间或流层间因相对运动而产生内摩擦力(切力)以反抗相对运动的性质。

粘性产生的原因 1)分子不规则运动的动量交换形成的阻力 2)分子间吸引力形成的阻力运动的流体所产生的内摩擦力(即粘性力)的大小与与下列因素有关: 接触面的面积A成正比; 与两平板间的距离h 成反比; 与流速U 成正比; 与流体的物理性质(黏度)成正比;牛顿内摩擦定律公式为:4.压缩系数β 压缩系数β:流体体积的相对缩小值与压强增值之比,即当压强增大一个单位值时,流体体积的相对减小值:(∵质量m 不变,dm=d(ρv)= ρdv+vd ρ=0, ∴ )体积弹性模量K体积弹性模量K是体积压缩系数的倒数。

液体β 与K随温度和压强而变化,但变化甚微。

5.流体的压缩性是流体的基本属性。

6.理想流体:是一种假想的、完全没有粘性的流体。

实际上这种流体是不存在的。

根据理想流体的定义可知,当理想流体运动时,不论流层间有无相对运动,其内部都不会产生内摩擦力,流层间也没有热量传输。

这就给研究流体的运动规律等带来很大的方便。

因此,在研究实际流体的运动规律时,常先将其作为理想流体来处理。

Eg:按连续介质的概念,流体质点是指:A 、流体的分子;B 、流体内的固体颗粒;C 、几何的点;D 、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。

(D)如图,在两块相距20mm 的平板间充满动力粘度为0.065(N ·s )/m2的油,如果以1m/s 速度拉动距上平板5mm ,面积为0.5m2的薄板(不计厚度)。

求(1)需要的拉力F ;(2)当薄板距下平面多少时?F 最小。

1.解 (1)平板上侧摩擦切应力:平板下侧摩擦切应力:拉力:(2)对方程两边求导,当求得 此时F 最小。

一底面积为40 ×45cm2,高为1cm 的木块,质量为5kg ,沿着涂有润滑油的斜面向下作等速运动,如图所示,已知木块运动速度u =1m/s ,油层厚度d =1mm ,由木块所带动的油hAUT μ∝dydu Ah U A T μμ==(m 2 /N ) dp d dp VdV ρρβ//=-=dpd dp dVρ=-ρρβ//1d dp V dV dp K =-==(N/m 2 )δμμτu dy du ≈=13005.01065.01=⨯=τ(N/m 2) 33.4015.01065.01=⨯=τ(N/m 2) 665.85.0)33.413()(21=⨯+=+=A F ττ(N ) )2011(065.0HH F -+=0'=Fmm H 10=层的运动速度呈直线分布,求油的粘度。

解:∵等速 ∴as =0 由牛顿定律: ∑Fs =mas =0m gsin θ-τ·A =0∵ q =tan-1(5/12)=22.62°1.流体静压强的特性 a 静压强的方向— 沿作用面的内法线方向 b 、在静止流体内部,任一点的流体静压强的大小与作用面的方向无关,只与该点的位置有关。

2.流体静力学基本方程式 结论:1)仅在重力作用下,静止流体中某一点的静水压强随深度按线性规律增加。

2)仅在重力作用下,静止流体中某一点的静水压强等于表面压强加上流体的容重与该点淹没深度的乘积。

3)自由表面下深度h 相等的各点压强均相等——只有重力作用下的同一连续连通的静止流体的等压面是水平面。

结论:在同一种液体中,无论哪一点(Z+P/ γ)总是一个常数。

几何意义:位置水头z :任一点在基准面0-0以上的位置高度,表示单位重量流体从某一基准面算起所具有的位置势能,简称位能。

压强水头 :表示单位重量流体从压强为大气压算起所具有的压强势能,简称压能(压强水头),是该点在压强作用下沿测压管所能上升的高度。

测压管水头( ):测压管水头,它表示测压管水面相对于基准面的高度。

两水头相加等于常数,表示同一容器的静止液体中,所有各点的测压管水头均相等。

因此,在同一容器的静止液体中,所有各点的测压管水面必然在同一水平面上。

能量意义:式中z 表示单位重量流体相对于某一基准面的位能,称为比位能。

从物理学得知,把质量为m 的物体从基准面提升一定高度z 后,该物体所具有的位能是mgz ,则单位重量物体所具有的位能为:(mgz)/(mg)=z 。

表示单位重量流体的压力能,称为比压力能。

因为压力为p 、体积为V 的流体所做的膨胀功为pV ,则单位重量物体所具有的压力能为:pV/G=p/γ。

(呈直线分布)0+ p p h γ=⋅∆p γZ p +称为单位重量流体的总势能。

重力作用下静止流体中各点的单位重量流体的总势能是相等的。

这就是静止流体中的能量守恒定律。

3.压强的两种计算基准(绝对压强和相对压强)a.绝对压强:是以绝对真空状态下的压强(绝对零压强)为基准计量的压强,用a P 表示。

b. 相对压强:又称“表压强”,是以当地工程大气压(at) 为基准计量的压强。

用表示e P ,e P 可“+”可“– ”,也可为“0”。

c.真空:是指绝对压强小于一个大气压的受压状态,是负的相对压强。

正 压:相对压强为正值(压力表读数)。

负 压:相对压强为负值。

真空度:负压的绝对值(真空表读数,用Pv 表示)。

4 F=γsin αycA=γhcA=pcA上式表明:静止液体作用在任意形状平面上的总压力的大小,等于该平面形心处的静压力与平面面积的乘积。

液体总压力的方向垂直指向受压面的内法线方向。

结论:(1)水静压力大小为形心处压强乘以平面面积。

(2)水静压力方向垂直于受压平面,并指向平面内法线方向。

(3)作用点yD 在形心下方,用yD= yC+ JC/ycA 来算。

5.绘制静水压强分布图静压力分布图是依据水静力学基本方程p=p0+γh ,直接在受压面上绘制表示各点静压力大小和方向的图形。

静水压强分布图绘制规则:1)按照一定的比例尺,用一定长度的线段代表静水压强的大小;2) 用箭头标出静水压强的方向,并与该处作用面垂直。

受压面为平面的情况下,压强分布图的外包线为直线;当受压面为曲线时,曲面的长度与水深不成直线函数关系,故压强分布图外包线亦为曲线。

液体作用在底边平行于水平面的矩形平面上的总压力,等于静压力分布图的面积与矩形平面宽度的乘积。

或者说,其总压力等于静压力分布图的体积。

总压力的作用线,必然通过静压力分布图的形心,其方向垂直指向受压面的内法线方Z p+向。

6.压力体压力体体积的组成: ⑴受压曲面本身;⑵通过曲面周围边缘所作的铅垂面; ⑶自由液面或自由液面的延长线。

压力体的种类:实压力体和虚压力体。

实压力体F z 方向向下,虚压力体F z 方向向上。

静水总压力1)作用在曲面上的静水总压力大小:2)作用线与水平方向的夹角:Eg 如图所示, ,下述两个静力学方程哪个正确? A答案 B2:仅在重力作用下,静止液体中任意一点对同一基准面的单位势能为___C____? A. 随深度增加而增加; B. 随深度增加而减少; C. 常数; D. 不确定。

3:试问图示中A 、 B 、 C 、 D 点的测压管高度,测压管水头。

(D 点闸门关闭,以D 点所在的水平面为基准面)A:0m ,6m B:2m ,6m C:3m ,6m D:6m ,6m 3: 相对压强是指该点的绝对气压与_______ 的差值。

A 标准大气压;B 当地大气压;C 真空压强;D 工程大气压。

答案:B4:某点的真空度为65000Pa,当地大气压为0.1MPa 该点的绝对压强为( B )。

A:65000Pa B:35000Pa C:165000Pa D:100000Pa 5: 露天水池,水深5m 处的相对压强( B )。

A:5kPa B:49kPa C:147kPa D:205kPa6: 一密闭容器内下部为水,上部为空气,液面下4.2m 处测压管高度为2.2m ,设当地大气压为1个工程大气压,则容器内绝对压强为几米水柱? 答案:B A. 2m ; B. 8m ; C. 1m ; D. -2m 。

7: 某点的绝对压强等于0.4个工程大气压,其相对压强为___C_____。

A.0.6工程大气压;B.-0.4工程大气压;C.-58.8kPaD.-39.2kPa 8: 仅在重力作用下,静止液体的测压管水头线必定__A_____. A 水平 B 线形降低 C 线形升高 D 呈曲线9: 某点压强为1.0kgf/cm^2,用国际单位表示该处的压强为__B___kPa 。

A.100; B.98; C.1000; D.98010: 仅在重力作用下,静止液体的__D___线必为水平线。

A.位置水头;B.测压管高度;C.压强水头;D.测压管水头.2z 2x P P P +=xzP P arctan θ=B AQ11: 某液体的容重为γ,在液体内部B 点较A 点低1m,其B 点的压强比A 点的压强大__A___Pa.A.γ;B.9800;C.10000;D.不能确定12: 仅在重力作用下,静止液体中任意点对同一基准面的___B___为一常数。

A.单位位能;B.单位势能;C.单位压能;D.单位动能 1.描述流体运动的两种方法 a.拉格朗日方法 b 、欧拉法 Eg 1 恒定流是:(B)A 、流动随时间按一定规律变化;B 、流场中任意空间点的运动要素不随时间变化;C 、各过流断面的速度分布相同;D 、各过流断面的压强相同。

2.恒定总流的连续性方程 Eg 2:断面为50×50cm2的送风管,通过a ,b ,c ,d 四个40×40cm2的送风口向室内输送空气,送风口气流平均速度均为5m/s ,求:通过送风管1-1,2-2,3-3解:每一送风口流量Q =0.4×0.4×5=0.8m3/s Q0=4Q =3.2m3/s 根据连续性方程Q0=Q 1+Q Q 1=Q0-Q =3Q =2.4m3/sQ0=Q 2+2Q Q 2=Q0-2Q =2Q = Q0=Q3+3Q Q3=Q0-3Q =0.8m3/s 各断面流速3. 伯努利方程式中各项物理意义:Z :是断面对于选定基准面的高度,水力学中称位置水头,表示单位重量的位置势能,称单位位能; 是断面压强作用使流体沿测压管所能上升的高度,水力学中称为压强水头,表示压力做功能提供给单位重量流体的能量,称为单位压能;是以断面流速u 为初速度的铅直上升射流所能达到的理论高度,水力学中称为流速水头,表示单位重量的动能,称为单位动能。

2211Q ρQ ρ=222111A V ρA V ρ=s m3.20.50.50.8A Q V s m6.40.50.51.6A Q V s m 9.60.50.52.4A Q V 332211=⨯===⨯===⨯==2211221222p u p u z z g g γγ++=++22p u z g γ++=常数p p H zγ=+P1 P260°α1 122xyR 壁-水表示断面测压管水面相对于基准面的高度,称为测压管水头,表明单位重量流体具有的势能称为单位势能。

相关文档
最新文档