流体力学基础知识3135
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。
流体力学基础知识
流体力学基础知识(总15页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第一章流体力学基本知识学习本章的目的和意义：流体力学基础知识是讲授建筑给排水的专业基础知识，只有掌握了该部分知识才能更好的理解建筑给排水课程中的相关内容。
§1-1流体的主要物理性质1．本节教学内容和要求：1.1本节教学内容：流体的4个主要物理性质。
1.2教学要求：（1）掌握并理解流体的几个主要物理性质（2）应用流体的几个物理性质解决工程实践中的一些问题。
1.3教学难点和重点：难点：流体的粘滞性和粘滞力重点：牛顿运动定律的理解。
2．教学内容和知识要点：易流动性（1）基本概念：易流动性——流体在静止时不能承受切力抵抗剪切变形的性质称易流动性。
流体也被认为是只能抵抗压力而不能抵抗拉力。
易流动性为流体区别与固体的特性2.2密度和重度（1）基本概念：密度——单位体积的质量，称为流体的密度即：Mρ=VM——流体的质量，k g;V——流体的体积，m3。
常温，一个标准大气压下Ρ水=1×103k g/m32Ρ水银=×103k g/m3基本概念：重度：单位体积的重量，称为流体的重度。
重度也称为容重。
Gγ=VG——流体的重量，N;V——流体的体积，m3。
∵G=m g∴γ=ρg常温，一个标准大气压下γ水=×103k g/m3γ水银=×103k g/m3密度和重度随外界压强和温度的变化而变化液体的密度随压强和温度变化很小，可视为常数，而气体的密度随温度压强变化较大。
2..3粘滞性（1）粘滞性的表象基本概念：流体在运动时抵抗剪切变形的性质称为粘滞性。
当某一流层对相邻流层发生位移而引起体积变形时，在流体中产生的切力就是这一性质的表现。
为了说明粘滞性由流体在管道中的运动速度实验加以分析说明。
用流速仪测出管道中某一断面的流速分布如图一所示设某一流层的速度为u,则与其相邻的流层为u+d u,d u为相邻流层的速度增值，设相邻流层的厚度为d y，则d u/d y叫速度梯度。
流体力学基础知识汇总
流体力学基础知识汇总流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科。
流体力学是物理学领域中的一个重要分支，广泛应用于工程学、地球科学、生物学等领域。
本文将从流体力学的基础知识出发，概述流体力学的相关内容。
一、流体静力学流体静力学研究的是静止的流体以及受力平衡的流体。
静止的流体不受外力作用时，其内部各点的压力相等。
根据帕斯卡定律，压强在静止的流体中均匀分布。
流体静力学的重要概念包括压强、压力、密度等。
压强是单位面积上受到的力的大小，而压力是单位面积上受到的力的大小和方向。
密度是单位体积内质量的多少，与流体的压力和温度有关。
二、流体动力学流体动力学研究的是流体在受力作用下的运动规律。
流体动力学的重要概念包括流速、流量、雷诺数等。
流速是单位时间内流体通过某一截面的体积。
流速与流量之间存在着直接的关系，流量等于流速乘以截面积。
雷诺数是描述流体流动状态的无量纲参数，用于判断流体流动的稳定性和不稳定性。
三、伯努利定律伯努利定律是流体力学中的一个重要定律，描述了流体在沿流线方向上的压力、速度和高度之间的关系。
根据伯努利定律，当流体在流动过程中速度增加时，压力会降低；当流体在流动过程中速度减小时，压力会增加。
伯努利定律在飞行、航海、液压等领域有着重要的应用。
四、黏性流体黏性流体是指在流动过程中会发生内部层滑动的流体。
黏性流体的流动过程受到黏性力的影响，黏性力会导致流体的内部发生剪切变形。
黏性流体的流动规律可以通过纳维-斯托克斯方程来描述。
黏性流体在润滑、液体运输、地质勘探等领域有着广泛的应用。
五、边界层边界层是指在流体与固体表面接触的区域，流体的速度在边界层内逐渐从0增加到与远离表面的流体速度相等。
边界层的存在会导致流体的阻力增加。
研究边界层的特性可以帮助理解流体与固体的相互作用，对于设计高效的流体系统具有重要意义。
流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科。
流体力学的基础知识包括流体静力学、流体动力学、伯努利定律、黏性流体和边界层等内容。
(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。
流体力学基本知识 ppt课件
〈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。)
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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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（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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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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（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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（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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流态
1.层流：流层间互不掺混，流线平行。 2.紊流：各质点间强烈掺混，运动轨迹极不 规则。 3.雷诺数：雷诺数是液流中惯性力与粘滞力 之比。
Re V D 4Q D
水力坡降
h i l
i为 水力坡度，即单位管段长度上的摩阻 损失，m/m。 l为管段长度，m。
第二节 流体静力学及方程
或Pa· S。 （2）运动粘度 在研究流体流动时，常使用运动粘度ν，单位 是m2/s。 ν和µ 的关系为： ＝
不同流体µ 、ν不同，温度较压力对其影响更 大。 温度升高时液体动力粘度降低，气体动力粘 度增大。
流体力学基本概念
1.相对压强
以大气压强为零点起算的压强。它表示给出 的压强比周围大气压大多少。
第一节 • 流体的物理性质及流体力学的基本概念 第二节
• 流体静力学及基本方程
第三节 • 流态动力学及基本方程 第四节
• 流体的流动形态及管流阻力
第五节 • 管路的水利计算
第一节 流体的物理性质及流体力 学的基本概念
一、流体的概念及物理性质
1.概念
具有流动性的介质，如水、空气、
蒸汽等。这些液体和气体统称流体。 流体的基本特性就是流动性。
流体的主要物理性质
一、流体的密度、重度和相对密度 1．密度 （1）定义：单位体积的质量。 （2）公式：
V
其中ρ——㎏/m3；M——㎏；V——m3。 2. 比容 比容是单位质量所占的体积，与密度的关系为：
V
1
3．重度 （1）定义：单位体积的重量。 （2）公式：
g ＝ V
其中 ——N/m3，g——N，V——m3
摩阻损失 摩阻损失的形式 1.产生摩阻损失的原因：流体流动时，由于 克服了流动阻力，一部分机械能不可逆转 地转化为热能散失而产生的损失。 2.沿程损失ｈｆ：受固体边界阻滞而产生。 3.局部损失ｈｊ：由于受到局部阻碍的影响， 流态急剧变化，形成涡旋而产生损失。 4.摩阻损失ｈｗ：
hw h f h j
2.绝对压强
以没有一点气体存在的绝对真空为零点起算 的压强。或：从绝对零点起算的压强（一个容器 中的气体完全抽空时，其压强为绝对零）。它是 流体的全部压强。 绝对压强ｐ’ 不能为负，它和相对ｐａ相比， 可大，可小。因此，ｐ可正可负。当ｐ为正时， 称正压（即表压）。当ｐ为负时，称负压，其绝 对值为真空度（即真空表读数）。
ｐ’=ｐ+ｐａ
4.图解绝对压力、相对压力和真空度的关系
压强p
A 绝 对 压 强 p’A
A
A相对压强pA
pa
大气压强pa
B
B真空度PB
B绝对压强p’B
相对压强基准0
绝对压强基准0
单位 1. pa 或N/m2
2. 液柱高度mH2O; mmH2O。 理想流体 为简化所研究的问题,认定没有粘性的流体为 理想流体。
p
当ΔＡ缩小→ａ点时，比值趋于某一极 限值，称为ａ点的流体静压强：
p lim 0
•若Ｐ为常数，则
P p
流体静压力、静压强都是压力的一种量度， 其区别在于：前者是作用在某一面积上的 总压力，后者是作用在某一面积上的平均 压力或某一点的压力。
2.流体静压强的特性 （1）其方向垂直于作用面并指向作用面； 否则，就有一个平行于作用面的切向分力， 使流体失去静止状态。 （2）任意点各方向上的流体静压强相等； 任意点的流体静压强的大小与作用面方向 无关，只与
相对密度是物体的密度与同样体积4℃蒸馏水的 密度之比，流态的相对密度S表示为：
vw S w v
ρW=1000㎏/m3（4℃）；γW=9800 N/m3； VW=0.001m3/ ㎏ 。
流体的密度、重度、比容均与流体的温度和压强 有关。
二、流体的压缩性和膨胀性 1．压缩性：T不变时，P增大，V随之减 小的性质。 2．膨胀性：P不变，T升高时，V增大的 性质。 3．液体的压缩性和膨胀性均很小，气体 则较明显，但通常均视流体为不可压 缩、连续的理想流体。（连续介质、 无粘性流体、不可压缩流体）
3.流体静力学的基本方程
静止状态时，只有重力产生作用:
P 1 h 1 gh
P-静水压
P1-液面上压力 -液体重度 h-水深
水平方向无重力前后左右各方向的水平力处于平 衡状态，合力为0。 该公式为普遍关系式。
液面下任一点的压强
p p0 h
其中，ｐ０——液面压强；ｐ——液体内部某 点的压强； ——容重；ｈ——深度。 它表示静止液体中，压强随深度按直线变化 的规律。任一点的压强由p0和ｈ两部分组成。 压强的大小与容器的形状无关。
流体不能受拉力、剪切力，但能承受较大的压 力，便于流动。 一、流体静压力及其特性 1. 流体静压力: 由处于静止或相对静止的均质流体施加的力。 Or：作用在整个物体表面积上的称为流体静压 力，而作用在单位面积上的流体静压力称为流 体静压强。
一水箱，任取一截面，上部分作用其上 的力为ΔＰ，面积为ΔＡ，则ΔＡ上的平 均流体静压强
规律：
１.深度相同，压强相同。由于液面是水平面，所以 这些压强相同的点组成的面是水平面，即：水平面 是压强处处相同的面。所以，水平面是等压面。两 种不相混杂的液体的分界面也是水平面，自由表面 是水深为０的各点组成的等压面。 2.液面压强ｐ０变化ｐ０，内部压强ｐ随之变化ｐ０。 此即水静压强等值传递的帕斯卡定律。 3.重度不同，产生的压强不同。同一容器装上不同的 液体，底面压强各不相同。 注意：该规律是同种液体处于静止、连续的条件下 推出，所以，只适用于静止、同种、连续的液体。
压力的计量单位
应力单位 用单位面积承受的力表示。国际常用 1Pa=1N/m2 大气压单位 国际规定1标准大气压为101325Pa。 液柱高度单位 压力大小也可用某种液柱高度表示， 如1标准大气压等于760mm汞柱。
体积压缩系数
1 dV p＝ V dp
其物理意义是：当温度不变时，每增加单 位压力所产生的流体体积的相对变化率。 体积压缩系数的倒数叫作流态体积弹性系数
4.粘性 定义：指当流体微团发生相对运动时产生 切向阻力的性质。 由于粘性的存在，流体在运动中必然要克 服摩擦力做功，因此，粘性是流体中发生 机械能量损失的根源。 （1）动力粘度 动力粘度µ ，也称绝对粘度，单位N· S/m2