流体力学基本知识修改
第一章流体力学基本知识-精选
3.能量方程式的物理意义与几何意义 （1）物理意义
Z P/r v2/2g z+ P/r+ v2/2g
－单位重量流体的位能 －单位重量流体的压能 －单位重量流体的动能 －单位重量流体的机械能
（2）几何意义
Z P/r v2/2g z+ P/r+ v2/2g
－位置水头 －压力水头 －平均流速水头 －总水头
五、紊流的沿程水头损失 均匀流普遍计算公式1－25 紊流沿程阻力系数λ 均匀流流速公式（谢才公式）1－26 谢才系数C
六、沿程阻力系数λ的经验公式和谢才系数的确定
λ：
C：
七、局部水头损失
局部阻力系数ξ （表1－4）
例题1－7
1－5孔口、管嘴出流
薄壁圆形小孔口 淹没出流 管嘴出流；
流速
＝
＞
流量
＝
＜
（3）总水头线和侧压管水头线（图1－19）
4.能量方程式的应用举例
例1－5； 例1－6；
1－4流动阻力与水头损失
一、水头损失的两种类型 沿程水头损失 沿流程由于克服摩擦阻力做功消耗了水流的
机械能而损失的水头。
局部水头损失 发生在流体过流断面的大小或边界急剧变
化的部位，或遇到障碍，使流体增加了额 外的局部阻力而产生的水头损失。
基本特征：（1）流体静压强的方向与作用面垂直， 并指向作用面。
（2）任意一点各方向的流体静压强均相等。 二、流体静压强的分布规律
1.流体静力学基本方程式 P＝P0＋rh （1）静止液体内任意一点的压强等于液面压强加上 液体重度与深度的乘积之和。
（2）在静止液体内，压强随深度按直线规律变化。 （3）在静止液体内同一深度的点压强相等，构成一 个水平的等压面。
流体力学基本概念和基础知识
流体力学基本概念和基础知识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。
流体力学基础知识
流体力学基础知识一、流体的物理性质1、流动性流体的流动性是流体的基本特征，它是在流体自身重力或外力作用下产生的。
这也是流体容易通过管道输送的原因2、可压缩性流体的体积大小会随它所受压力的变化而变化，作用在流体上的压力增加，流体的体积将缩小，这称为流体的可压缩性。
3、膨胀性流体的体积还会随温度的变化而变化，温度升高，则体积膨胀，这称为流体的膨胀性。
4、粘滞性粘滞性标志着流体流动时内摩擦阻力的大小，它用粘度来表示。
粘度越大，阻力越大，流动性越差。
气体的粘度随温度的升高而升高，液体的粘度随温度的升高而降低。
二、液体静力学知识1、液体静压力及其基本特性液体静压力是指作用在液体内部距液面某一深度的点的压力。
液体静压力有两个基本特性：①液体静压力的方向和其作用面相垂直，并指向作用面。
②液体内任一点的各个方向的静压力均相等。
2、液体静力学基本方程Ｐ＝Ｐa＋ρgｈ式中Pa----大气压力ρ-----液体密度上式说明：液体静压力的大小是随深度按线性变化的。
3、绝对压力、表压力和真空①绝对压力：是以绝对真空为零算起的。
用Pj表示。
②表压力（或称相对压力）：以大气压力Pa为零算起的。
用Pb表示。
③真空：绝对压力小于大气压力，即表压Pb为负值。
绝对压力、表压力、真空之间的关系为：Pj=Pa+Pb三、液体动力学知识1、基本概念①液体的运动要素：液体流动时，液体中每一点的压力和流速，反映了流体各点的运动情况。
因此，压力和流速是流体运动的基本要素。
②流量和平均流速：假定流体在流过断面时，其各点都具有相同的流速，在这个流速下所流过的流量与同一断面各点以实际流速流动时所流过的流量相当，这个流速称为平均流速，记作V。
单位时间内，通过与管内液流方向相垂直的断面的液体数量，称为流量。
流量可分为体积流量Qv和质量流量Qm。
Qv=V AQm=ρV A③稳定流和非稳定流：稳定流是指流体流速和压力不随时间的变化而变化的流动，反之则为非稳定流。
2024流体力学知识点总结
流体力学知识点总结
流体的定义：液体和气体统称为流体。
流体的主要物理性质：
(1) 惯性：流体具有保持其原有运动状态的倾向，这种性质称为惯性。
流体的惯性可用单位质量流体所具有的惯性动能来衡量。
(2) 粘性：流体具有内摩擦力的性质，称为粘性。
粘性使流体在流动时产生内摩擦力，这种内摩擦力称为粘性摩擦力。
粘性可用动力粘度或运动粘度来表示。
(3) 压缩性和膨胀性：流体的体积随压力的改变而改变的性质称为压缩性。
压缩性用体积压缩系数来表示。
流体的密度随压力的改变而改变的性质称为膨胀性。
膨胀性用体膨胀系数来表示。
(4) 流动性：流体在静止时没有固定的形状，而能随压力的变化而改变其形状，并能在各个方向上延伸，这种性质称为流动性。
流体力学中的基本方程：
(1) 连续方程：质量守恒原理的流体力学表达式。
(2) 动量方程：牛顿第二定律在流体力学中的应用。
(3) 能量方程：能量守恒原理在流体力学中的应用。
流体流动的类型：层流和湍流。
流体流动的物理特性：流速、压强、密度等。
流体流动的基本规律：伯努利定理、斯托克斯定理等。
流体流动的数值模拟方法：有限差分法、有限元法等。
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。
流体力学基础知识
流体力学基础知识第一节流体的物理性质一、流体的密度和重度流体单位体积内所具有的质量称为密度，密度用字母ρ表示，单位为kg/m3。
流体单位体积内所具有的重量称为重度，重度用γ表示，单位为N/m3，两者之间的关系为gγ=，g为重力加速度，通常g＝9．806m/s2ρ流体的密度和重度不仅随流体种类而异，而且与流体的温度和压力有关。
因为当温度和压力不同时，流体的体积要发生变化，所以其密度和重度亦随之变化。
对于液体来讲，密度和重度受压力和温度变化的影响不大，可近似认为它们是常数。
对于气体来讲，压力和温度对密度和重度的影响就很大。
二、流体的粘滞性流体粘滞性是指流体运动时，在流体的层间产生内摩擦力的一种性质。
所谓动力粘度系数是指流体单位接触面积上的内摩擦力与垂直于运动方向上的速度变化率的比值，用μ来表示。
所谓运动粘度是指动力粘度μ与相应的流体密度ρ之比，用ν来表示。
运动粘度或动力粘度的大小与流体的种类有关，对于同一流体，其值又随温度而异。
气体的粘性系数随温度升高而升高，而液体的粘性系数则随温度的升高而降低。
液体粘滞性随温度升高而降低的特性，对电厂锅炉燃油输送和雾化是有利的，因此锅炉燃用的重油需加热到一定温度后，才用油泵打出。
但这个特性对水泵和风机等转动机械则是不利的，因为润滑油温超过60℃时，由于粘滞性下降，而妨碍润滑油膜的形成，造成轴承温度升高，以致发生烧瓦事故。
故轴承回油温度一般保持在以60℃下。
第二节液体静力学知识一、液体静压力及其特性液体的静压力是指作用在单位面积上的力，其单位为Pa。
平均静压力是指作用在某个面积上的总压力与该面积之比。
点静压力是指在该面积某点附近取一个小面积△F，当△F逐渐趋近于零时作用在△F面积上的平均静压力的极限叫做该面积某点的液体静压力。
平均静压力值可能大于该面积上某些点的液体静压力值，或小于另一些点的液体静压力值，因而它与该面积上某点的实际静压力是不相符的，为了表示某点的实际液体静压力就需要引出点静压力的概念。
物理 第八章流体力学基础知识
在图8-6中，增加管道中流体的流速就可以使截面小的A处压强降低，当此处的压强远小 于大气压时，于是容器D中的流体因受大气压的作用被压入A处而被水平管中的流体带走，这 种作用称为抽吸作用.流体的抽吸作用是常见的物理现象，生产和生活中常见的喷雾器等都 是根据抽吸作用的原理制成的.
三、液体容器上小孔流速的计算
一、液体内部的压强
在液体内部同一点各个方向的压强都相等，而且深度增加，压强也增加.若液体的密度是 ρ，则在液体内部深度h处液体产生的压强是
如果液体表面处的压强是P0，则深度h处的总压强(绝对压强)是
二、帕斯卡定律
密闭容器里的液体，能把它在一处受到的压强，大 小不变地向液体内部各个方向传递，这一压强传递规律 称为帕斯卡定律.
物理 第八章流体力学基础知识
第八章 流体力学基础知识
流体力学是研究流体(液体和气体)的力 学运动规律及其应用的学科.它主要研究流体 本身的静止状态和运动状态，以及流体和固 体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的 规律.在生活、环保、科学技术及工程中具有 重要的应用价值.
第一节 液体内部的压强 帕斯卡定律
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
思考与练习（8.5）
第五节 伯努利方程的简单应用
一、静止液体内的压强
在本章第一节中讨论的流体静压强公式是在流体各处的流速为零时求得的，它是伯努 利方程的一个特例.当v1=v2=0时，由伯努利方程得
所以
二、水平流管中压强和流速的关系
理想流体在粗细不匀并处于同一水平管道内稳定流 动时，在截面大的地方流速小，压强大；在截面小的地 方流速大，压强小.
第二节 理想流体 稳流
一、理想流体
在某些问题中，流体的压缩性和粘滞性是影响运动的次要因素，只有流动性才是决定运 动的主要因素，为了突出流体的这一主要特性，引入了理想流体这一模型.所谓理想流体就是 绝对不可压缩，完全没有粘滞性的流体.
(整理)流体力学基本知识
第一章流体力学基本知识解析第一节流体及其空气的物理性质流动性是流体的基本物理属性。
流动性是指流体在剪切力作用下发生连续变形、平衡破坏、产生流动，或者说流体在静止时不能承受任何剪切力。
易流动性还表现在流体不能承受拉力。
(一) 流体的流动性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10-15cm3的水滴中包含着3×107个水分子，在体积为1mm3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精品文档精品文档是连续的，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。
（二）惯性（密度）流体的第一个特性是具有质量。
流体单位体积所具有流体彻底质量称为密度，用符号ρ表示。
在均质流体内引用平均密度的概念，用符号ρ表示：Vm =ρ 式中： m ——流体的质量[Kg]；V ——流体的体积[m 3]；ρ——流体密度Kg/m 3。
但对于非均质流体，则必需用点密度来描述。
所谓点密度是指当ΔV →0值的极限（dV dm V m V 0 lim ），即： dV dm V m lim V =∆∆=→∆0ρ精品文档 公式中，ΔV →0理解为体积缩小为一点，此点的体积可以忽略不计，同时，又必须明确，这点和分子尺寸相比必然是相当大的，它必定包括多个分子，而不至丧失流体的连续性。
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2.2 流体静压强的基本概念
2.2.1流体静压强及其特性 流体静压强具有两个重要特性： 1.流体静压强永远垂直于作用面，并指向该作用面的内法 线方向。 2.静止流体中任一点的静压强只有一个值，与作用面的方 向无关，即任意点处各方向的静压强均相等。
2.2.2流体静压强的分布规律：PB=Po+γh
2.2.3压强的度量和单位 流体静压强有两种表示方法。
【解】：根据公式： P0+γ (h-Z)=P
表
则：P0=4.9-9.8×(1.5-0.5)=-4.9 kPa。
答：水面相对压强本概念 1.压力流和无压流、射流 压力流是流体在压差作用下流动时，流体整个周围都和固体壁 面相接触，没有自由表面。 无压流是液体在重力作用下流动时，液体的部分周界与固体壁 面相接触，部分周界与气体相接触，形成自由表面。 射流指流体的整个周界都包围在液体或气体之中。
5.过流断面、流量和断面平均流速 过流断面是流体运动时，与元流或总流全部流线正交的横断面， 用 A表示。 均匀流的 过流断面为平面；渐变流的过流断面可视为平面； 非均匀流的过流断面为曲面。
流量是流体运动时单位时间内通过过流断面的流体的多少。
Q=vA
湿周：过流断面上流体与固体面接触的周界，用x表示，单位
2.恒定流动和非恒定流动
3.流线和迹线 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。 流体中某一个质点在连续时间内的运动轨迹称为迹线，它反映 了流场中某一特定质点在不同时刻的运动轨迹。
4.均匀流和非均匀流 均匀流是流体运动时流线是平行直线的流动。非均匀流是流体 运动时流线不是平行直线的流动。
第二章 流体力学基本知识
了解流体力学的主要内容；掌握流体的主要物 理性质；掌握流体静压强的分布规律和压强表 示方式；掌握流体运动的基本规律和流体能量
损失。
2.1 流体的主要物理性质
2.1.1流体的密度和容重 单位体积的流体所具有的质量称为密度，用ρ表示(kg/m3)。
??m
V
单位体积流体的重量(力)称为容重。用γ表示(N/m3)。 ??G
为m或cm。 水力半径：
R? A x
2.4恒定流的连续性方程和能量方程
1.4.1恒定流的连续性方程
恒定流连续性方程是流体运动的基本方程之一，它的形式简 单但是应用广泛。
? 1Q1 ? ? 2Q 2
? 1??1 1 ? ? 2? 2? 2
如图所示水箱水管系统，水从水箱流经直径为d=2.5cm的管道流 入大气中。当出口流速为10m／s时，求质量流量Qg=?
P=PA-Pa
相对压强为负值时，流体处于低压状态，通常用真空度(或真空
压强)来度量流体的真空程度。用pk表示，即
pk=Pa-PA=- p
真空度实际上等于负的相对压强的绝对值，有时也称为“负压 ”。某点的真空度愈大，说明它的绝对压强越小。真空度达到 最大值时，绝对压强为零，处于完全真空状态；真空度的最小 值为零,即绝对压强等于当地大气压强。真空度在0～98KN/m2 的范围内变动。
2.1.4表面张力 液体表面，包括液体与他种流体或固体的接触表面，存在着一 种力图使液体表面积收缩为最小的力，称为表面张力。
2.1.5作用于流体上的力
作用于流体上的力包括质量力和表面力两大类
1．质量力 质量力是指作用在流体每个质点上的力，其大小与流体的质量 成正比。常见的质量力有重力和各种惯性力(如直线加速运动时 的直线惯性力和圆周运动时的离心力等)。 2．表面力 表面力是指作用在流体表面上的力，其大小与受力表面的面积 成正比。它包括有表面切向力(摩擦力)和法向力(压力)。
2.2.4压强的测量 ⒈液柱测压计 ⒉压力表和真空表
封闭水箱如图示，已知自由面压强 Po=130000Pa，箱外当地大气压强 Pa=101325Pa，求A点的绝对压强和相对 压强
如图所示封闭水箱中，水深h=l.5m的A
点上安装一压力表，其中心距A点Z=0.5 m，压力表读数为4.9kN／m2，求水面相 对压强P0=?
1.绝对压强
以绝对真空为零算起的压强，用PA表示。绝对压强永远是正
值.
2.相对压强
以当地大气压强 Pa为零算起的压强，一般的压力表测量出的 压强即为此压强，用 p表示。相对压强可以是正值，也可以是
负值。当某点的绝对压强高于大气压强时，相对压强值为正， 相对压强的正值称为正压(即压力表读数)；某点的绝对压强低 于大气压强时，相对压强值为负，相对压强的负值称为负压。 相对压强与绝对压强之间的关系用下式表示：
在建筑设备工程中，除水击和热水循环系统外，一般计算均不 考虑液体的压缩性和热膨胀性。
??
?0
1 ? ?（ t-t 0 )
? 图示为一采暖系统，水温升高 后引起体积膨胀，为防止管道 及散热器片涨裂设置上部水箱， 已知系统内的水的总体积 V=8m3，加热前后温差为 △t=50℃，水的膨胀系数 α =0.005，求膨胀水箱的最小 容积。
【解】根据公式Qg=ρ Av= ρ 1/4π d2v =1000 ×1/4 ×3.14 ×0.0252 × 10=4.9kg／s
答：所以水的质量流量Qg为4.9kg／s。
如图所示的管段，已知dl=2.Ocm，d2=4.5cm，d3=7.5cm，流量 Q=5L／s，求各管段的平均流速
V
由牛顿第二定律G=mg，可知流体的容重和密度有如下的关系
γ=ρg
2.1.2流体的压缩性和热膨胀性
当流体所受压力增大时，其体积缩小，密度增大，这种性质称 为流体的压缩性。流体压缩性的大小，一般用压缩系数β来表示。
流体因温度升高使原有的体积增大，密度减小的性质称为流体 的热膨胀性。热膨胀性的大小用热膨胀系数α来表示。
? 2.1.3黏性
? 流体的黏性是在流动中呈现出来的。当相邻的流体层有 相对移动时，各层之间因具有黏性而产生摩擦力。摩擦 力使流体摩擦而生热，流体的机械能部分地转化为热能 而损失掉。所以，运动流体的机械能总是沿程减少的。
通常用动力黏性系数μ表示流体黏性的大小，它决定于流体的 种类和温度，通常也称为黏度或动力黏度。流体黏性除用动力 黏性系数μ表示外，还常用运动黏性系数或运动黏度υ表示，单 位m2/s。