流体流动讲解
流体力学知识点大全-吐血整理讲解学习
流体力学知识点大全-吐血整理1． 从力学角度看，流体区别于固体的特点是：易变形性，可压缩性，粘滞性和表面张力。
2． 牛顿流体: 在受力后极易变形，且切应力与变形速率成正比的流体。
即τ=μ*du/dy 。
当n<1时，属假塑性体。
当n=1时，流动属于牛顿型。
当n>1时，属胀塑性体。
3． 流场: 流体运动所占据的空间。
流动分类 时间变化特性： 稳态与非稳态空间变化特性： 一维，二维和三维流体内部流动结构： 层流和湍流流体的性质： 黏性流体流动和理想流体流动；可压缩和不可压缩流体运动特征： 有旋和无旋；引发流动的力学因素： 压差流动，重力流动，剪切流动4. 描述流动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法拉格朗日法着眼追踪流体质点的流动，欧拉法着眼在确定的空间点上考察流体的流动5. 迹线：流体质点的运动轨迹曲线流线：任意时刻流场中存在的一条曲线，该曲线上各流体质点的速度方向与该曲线的速度方向一致性质 a.除速度为零或无穷大的点以外，经过空间一点只有一条流线 b.流场中每一点都有流线通过，所有流线形成流线谱c ．流线的形状和位置随时间而变化，稳态流动时不变迹线和流线的区别：流线是同一时刻不同质点构成的一条流体线；迹线是同一质点在不同时刻经过的空间点构成的轨迹线。
稳态流动下，流线与迹线是重合的。
6. 流管：流场中作一条不与流线重合的任意封闭曲线，通过此曲线的所有流线构成的管状曲面。
性质：①流管表面流体不能穿过。
②流管形状和位置是否变化与流动状态有关。
7．涡量是一个描写旋涡运动常用的物理量。
流体速度的旋度▽xV 为流场的涡量。
有旋流动：流体微团与固定于其上的坐标系有相对旋转运动。
无旋运动：流场中速度旋度或涡量处处为零。
涡线是这样一条曲线，曲线上任意一点的切线方向与在该点的流体的涡量方向一致。
8. 静止流体：对选定的坐标系无相对运动的流体。
不可压缩静止流体质量力满足 ▽x f=09. 匀速旋转容器中的压强分布p=ρ(gz -22r2ω)+c10. 系统：就是确定不变的物质集合。
流体力学第6章讲解
2、射孔的形状，圆孔口和方孔显然其扩张的情况不会相同。不同的射口形状有 不
同的实验值。用φ表示这个影响因素， 对圆断面射流 φ＝3.4，长条缝射孔 φ＝2.44。
圆孔综口合射这流两：个t影g响因素K：x k＝Kφα 3.4a
x
R 1 3.4 as 3.4( as 0.294)
r0
vm
vm r0 1
1
v0 R
2
1
[(11.5 )2 ]2d
0
9
第二节圆断面射流的运动分析
1
n
1
n
[(1 1.5 )2 ] d Bn; [(1 1.5 )2 ] d Cn
0
0
n
1
1.5
2
2.5
3
Bn
0.0985
0.064
0.0464
0.0359
0.0286
第一节无限空间淹没紊流射流特性
二、紊流系数a及几何特征
其斜率即：tga＝常数＝k。 对于不同的条件，k值是不同的常数，也叫实验常数。 通过实验发现，k值的影响因素有两个主要的因素：
1、射孔出口截面上气流的紊流强度。 紊流强度的大小用紊流系数a（A）来表示：a大紊流的强度就大，因此，紊
流 系数的大小可以反映出射流的扩张能力，所以，a也叫表征射流流动结构的 特征系数。另一方面，由于a反映的是射流混合能力的大小，因此，a还可以反 映孔口出口截面上的速度均匀程度。a越小，则混合能力越差，说明流速越均匀 。
二、断面流量Q
R
微环面的流量表达式 Q 2vydy Q0 r02v0
0
主体段：
R
Q
v r 0
y
y
2 ( )( )d( )
压力 流速 管径 流量的关系
压力流速管径流量的关系在我们日常生活和工业生产中，经常会遇到与流体流动相关的问题。
而压力、流速、管径和流量这四个参数，对于理解和控制流体的流动起着至关重要的作用。
接下来，让我们用通俗易懂的方式来深入探讨一下它们之间的关系。
首先，我们来了解一下这四个概念。
流量，简单来说，就是在单位时间内通过管道某一横截面的流体体积。
比如说，在一分钟内流过一根水管的水的体积，就是水的流量。
流速呢，则是指流体在单位时间内通过某一横截面的平均速度。
想象一下水流在管道中流动的快慢，这个快慢的程度就是流速。
管径，就是管道的直径，它决定了管道内部空间的大小。
压力，是指流体作用于单位面积上的力。
就好像我们用力推一个物体，对它施加的力的大小就是压力。
那么，这四个参数之间到底有什么样的关系呢？我们先从压力和流速的关系说起。
根据伯努利方程，在理想情况下，对于不可压缩的流体，流速越大，压力就越小；流速越小，压力就越大。
这就好比在一个通风管道中，风在狭窄的地方流速快，压力就低；而在宽敞的地方流速慢，压力就高。
接下来看看管径和流速的关系。
当流量一定时，管径越大，流速就越小；管径越小，流速就越大。
这就好比同样多的水要通过不同粗细的水管，水管越细，水流就得流得更快才能在相同时间内通过相同的水量；水管越粗，水流就可以相对慢一些。
再说说管径和流量的关系。
在流速一定的情况下，管径越大，流量就越大；管径越小，流量就越小。
这很好理解，粗的水管在相同的时间内能够通过更多的水，而细的水管通过的水就少。
而压力和流量的关系相对复杂一些。
一般来说，压力越大，在一定条件下能够推动更多的流体流动，从而流量会增加。
但这并不是绝对的线性关系，还会受到管径、流速以及流体的性质等因素的影响。
在实际应用中，我们经常会利用这些关系来解决各种问题。
比如在供水系统中，如果要增加某个区域的供水量（即流量），我们可以采取几种方法。
一种是增加供水的压力，让水能够更快更多地流过去。
另一种是增大管道的管径，这样在相同的压力下，水的流速会相对降低，但由于管径增大，总的流量还是会增加。
初二物理大气压强流体压强与流速的关系讲解
初⼆物理⼤⽓压强流体压强与流速的关系讲解⼤⽓压强流体压强与流速的关系【要点梳理】要点⼀、证明⼤⽓压强存在的实验1.简单实验：（1）塑料吸盘：把塑料吸盘中的空⽓排出⼀部分，塑料吸盘内外压强不等，塑料吸盘就能吸在光滑墙壁上。
如果塑料吸盘戳个⼩孔，空⽓通过⼩孔，进⼊塑料吸盘和光滑的墙壁之间，吸盘便不能贴在光滑墙⾯上。
（2）悬空塑料管⾥的⽔：塑料管装满⽔，⽤硬纸⽚盖住管⼝倒置，塑料管中的⽔不会流出来。
如果把塑料管的上⽅和⼤⽓相通，上、下压强相等，⽔就不能留在管中。
（3）⽤吸管吸饮料：如果把杯⼝密封，空⽓不能进⼊杯内，便⽆法不断的吸到饮料。
⼤⽓压的作⽤使饮料进⼊⼝中。
2.⼤⽓压的存在：以上实验说明⼤⽓压强确实存在，历史上证明⼤⽓压强存在的著名实验是马德堡半球实验。
在⼤⽓内部的各个位置也存在着压强，这个压强叫做⼤⽓压强，简称⼤⽓压。
要点诠释：空⽓和液体⼀样，具有流动性，所以⼤⽓内部向各个⽅向都有压强。
要点⼆、⼤⽓压的测量（⾼清课堂《⼤⽓压强与流体压强》）1.托⾥拆利实验（1）实验过程：如图所⽰，在长约1m 、⼀端封闭的玻璃管灌满⽔银，⽤⼿指堵住，然后倒插在⽔银槽中。
放开⼿指，管内⽔银⾯下降到⼀定⾼度时就不再下降，这时管内外⽔银⾯⾼度差约760mm 。
（2）实验是将⼤⽓压强转化为液体压强来进⾏测量的。
如图所⽰，在管内外⽔银⾯交界处设想有⼀假想的液⽚，由于⽔银柱静⽌，液体受到管内⽔银柱产⽣的向下的压强与外界⼤⽓压相等，也就是⼤⽓压⽀持了管内⼤约760mm ⾼的⽔银柱，⼤⽓压强跟760mm ⾼的⽔银柱产⽣的压强相等。
通常把这样⼤⼩的压强叫做标准⼤⽓压，⽤0P 表⽰。
根据液体压强公式：450 1.36109.8/0.76 1.0110P P gh N kg m a ρ==≈?。
（3）在托⾥拆利实验中，管内上⽅是真空，管内⽔银柱的⾼度只随外界⼤⽓压的变化⽽变化，和管的粗细、倾斜⾓度、管的长度及将玻璃管提起还是下压等因素⽆关，只与⽔银柱的竖直⾼度有关。
流体力学第3章(第二版)知识点总结经典例题讲解
dx u u( t ) dt
流体质点加速度：
dy v v(t ) dt
dz w w( t ) dt
d2x d2y d 2z ax 2 ， y 2 ， z 2 a a dt dt dt
x(t ) a t y( t ) b t z(t ) 0
y
迹线方程:
流线的性质
（1）流线彼此不能相交(除了源和汇)
交点
v1 v2
s1
（2）流线是一条光滑的曲线， 不可能出现折点(除了激波问题)
（3）定常流动时流线形状不变， 非定常流动时流线形状发生变化
s2
v1 v 折点 2
s
[例1] 由速度分布求质点轨迹
已知: 求： 解： 已知用欧拉法表示的流场速度分布规律为
(2)
由于在欧拉法中速度只和当地坐标以及时间有关,所以必须消 去初始座标,观察(1)式和(2)式可得:
u( x , y , z , t ) y v ( x , y , z , t ) x w( x, y, z, t ) 0
讨论：本例说明虽然给出的是流体质点在不同时刻经历的空间位置，即 运动轨迹,即可由此求出空间各点速度分布式（欧拉法），即各 空间点上速度分量随时间的变化规律。 此例中空间流场分布与时间无关,属于定常流场.
[例3] 由速度分布求加速度
已知: 已知用欧拉法表示的流场速度分布规律为 求各空间位置上流体质点的加速度 解： 对某时刻 t 位于坐标点上(x, y)的质点
dx xt dt dy v yt dt u
u xt v yt
(a )
求解一阶常微分方程（a）可得
x( t ) ae y( t ) be
粘性流体力学讲解
z
-px
、v、px、p y、pz、f
牛顿第二定律：
x -py
z
M
z
y
py
p y y
y
ma F
x
y
px
p x x
x
-pz
Dv Dt
x
y
z
f
x
y
z
p x
y
z
(p x
p x x
x)
y
z
p y
x
z
(p
y
p y y
y)
x
z
Dv Dt
fy
1
p y
2v
Dw Dt
fz
1
p z
2w
Discussion:
Dv f 1 p 2 v v
Dt
3
1. 物理意义：单位质量流体惯性力、质量力、压力合力和 粘性力平衡。粘性力包括剪应力与附加法向应力。
0
du
dy
yh
dp h dx
y
h
o -h
umax x
dp 0 dx
压力梯度使速度剖面为抛物型——层流运动的特征。
7.3.2往复振荡平板引起的层流流动
平板运动引起粘性效应的扩散。 流场速度分布：
y o u=Ucos t
u U eky cosky t ——粘性扰动波。 y 2
dp 0 dx
速度分布： （Couette流动）
虹吸原理讲解
虹吸原理讲解
虹吸原理是一种流体力学原理，它解释了流体在管道内的流动和引起负压的原因。
正常情况下，液体在管道内从高处向低处流动，但当管道中有一部分低于另一部分时，液体就会借助虹吸现象从低处向高处流动。
虹吸现象是靠负压作用实现的。
通常情况下，一个液体的压强会随着高度的增加而逐渐减小，即压强是正比于液体高度的。
当液体从一段高度大的管道流到一段高度小的管道内时，它的压强也随着减小，但是当管道的高度差达到一定程度（通常为0.76米），液体的压强就会降至零，这时在低处的管道内会产生负压，引起局部真空现象。
这个局部真空现象会影响液体的流动，使得液体能够向上流动。
虹吸原理的应用范围非常广泛，例如在汽车中加油，就是通过虹吸原理将油从油箱里抽出来，由于引起负压现象，油就能在燃油管道中自由流动。
同时，虹吸原理还可以用于实验室提取溶液，甚至可以用于处理污水和污泥等，非常具有实用价值。
然而，虹吸原理也有一些限制和弊端。
首先，虹吸原理只适用于液体，对于气体或者液体-气体两相混合体来说，虹吸效应几乎没有作用。
其次，由于虹吸引起的负压有一定限制（约为1个大气压的压强），如果超过这个限制，就可能造成崩塌和爆炸等严重问题。
最后，虹吸原理的应用还受到管道材料、截面、角度和水平距离等因素的影响，因此需要进行合理设计和优化。
总之，虹吸原理是一种重要的流体力学原理，它不仅能够帮助我们更好地理解液体的流动规律，而且也有着广泛的实用价值。
在今后的研究中，我们需要深入探索虹吸原理的本质和应用，以更好地促进其工程应用和科学发展。
流体力学 第四章 (2)讲解
沿AB流线写元流能量方程：
zA
+
pA γ
+
uA2 2g
=
zB
+
pB γ
+
uB2 2g
zA = zB , uB = 0
uA
2g pB - pA
2gh
毕托管
四、粘性流体元流的伯努利方程
Z1
P1 r
1v12
2g
Z2
P2 r
2v22
2g
hw '
第三节 恒定总流的伯努利方程
称为为 总水头，表明单位重量流体具有的总能量，称为 单位总能量。
方程含义
能量方程式说明，理想不可压缩流 体恒定元流中，各断面总水头相等， 单位重量的总能量保持不变。
三、元流能量方程的应用——毕托管
毕托管
用于测量水流 和气流点流速 的仪器。
测压管：两端开口并与流向正交；
测速管：两端开口并成直角弯曲，下端 开口正对来流。
一定从高处向低处流动；（2）水一定从压强大的地 方向压强小的地方流动；（3）水总是从流速大的地 方向流速小的地方流动？
3-5什么是水头线和水力坡度？总水头线、测压管水 头线和位置水头线三者有什么关系？沿程变化特征是 什么？
作业
P105-4.8、4.10、4.11 ，P1064.17、4.19
vy z
fy
1
p y
2 y
x2
2y
y 2
2y
z 2
vz t
vx
vz x
vy
vz y
vz
vz z
流体力学方法
流体力学方法咱说这流体力学方法啊，这可不是个简单事儿。
我就见过不少人，那学起流体来，有的像鱼儿游水，自在极了，有的呢，就跟旱鸭子似的扑腾扑腾，不知所措。
就像我表弟小张，长得虎头虎脑，一看就知道脑子转得挺快，可一开始啊，他对那流体力学的公式和方程，那可是硬生生的头疼。
就好像那些流动的液体，全都流不进他脑子里。
我就琢磨着，得找些让人容易接受的法子来让大家伙儿摸透这流体力学的奥秘。
首先呢，实例讲解是必不可少的。
我把一群人都集合起来，笑着说：“各位，这流体啊，就像我们的生活，要做到游刃有余，就得活学活用不是？”我看着大家有的迷茫，有的兴奋的眼神。
讲解啊，不能干巴巴地掰着理论讲。
我找来那些经历过大风大浪的老师傅，给我们唠一唠他们船在海上如何斗风斗浪。
我记得有一回，请来的老王头，那声音跟海风似的，粗犷中透着温和。
他站在那儿，手不停地gesturing，就好像指点着无形的波涛：“咱这流体力学啊，就跟行船一样，得稳住，不光是看外面的风浪，还得看船体本身。
我刚弄这玩意儿的时候，连个方程都看不懂呢，满脑袋跟灌了铅似的。
”大家听完都乐了，氛围一下子就活跃起来。
除了听故事，亲身实验也是关键。
一时间，我就跟老板商量：“咱们得让年轻人亲自上手操作一下，就好比煮面条，光看不动手，哪儿能有好面条？”老板开始还犹豫，皱眉道：“这要是弄砸了，损失可是不小。
”我就嘿嘿一笑：“老板啊，就跟学游泳似的，总得下水摸爬滚打才成。
咱们要长远考虑。
”于是我们就开启了实验小课堂，给他们安排一些小实验。
这期间啊，有的就捉襟见肘起来。
像小李，平时特活泼，一见到这些复杂的实验仪器，默不作声地愣着。
我过去拍拍他的肩膀，安慰道：“小李啊，别担心，就像捏玻璃心，慢慢来，心急吃不了热豆腐。
”我就跟他一起分析流动路线，帮他理清思路。
掌握流体力学方法啊，还有点奖励也不赖。
光让人学，没点甜头谁情愿啊？我就跟公司提议，设立一个小奖励。
每月呢，谁在这方面摸出点门道，就给他一点小鼓励。
医用物理学第二周流体运动
医用物理学第二周流体运动一、教学内容本节课的教学内容选自医用物理学第二周流体运动部分。
具体章节包括流体的性质、流体静力学、流体动力学和流体波动。
其中，流体的性质主要介绍流体的定义、分类和常见流体的特点；流体静力学主要研究流体在静止状态下的压力、密度和重力的关系；流体动力学主要研究流体在运动状态下的速度、加速度和力的关系；流体波动主要介绍波的产生、传播和反射。
二、教学目标1. 了解流体的定义、分类和特点，掌握流体静力学、流体动力学和流体波动的基本概念。
2. 能够运用流体力学的知识解释生活中的流体现象。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和实践能力。
三、教学难点与重点重点：流体的性质、流体静力学、流体动力学和流体波动的基本概念。
难点：流体动力学和流体波动的计算。
四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、流体模型、实验器材。
学具：笔记本、笔、实验报告册。
五、教学过程1. 实践情景引入：观察生活中的流体现象，如水流动、风等，引导学生思考流体的特点和性质。
2. 讲解流体的定义、分类和特点：通过多媒体教学设备展示流体的图片，讲解流体的定义、分类和特点。
3. 讲解流体静力学：通过实验演示流体在静止状态下的压力、密度和重力的关系，引导学生理解流体静力学的概念。
4. 讲解流体动力学：通过实验演示流体在运动状态下的速度、加速度和力的关系，引导学生理解流体动力学的概念。
5. 讲解流体波动：通过实验演示波的产生、传播和反射，引导学生理解流体波动的概念。
6. 例题讲解：选取具有代表性的例题，讲解流体运动的相关计算方法。
7. 随堂练习：让学生运用所学知识，解答相关的练习题。
六、板书设计板书内容：流体运动的基本概念和计算方法。
七、作业设计作业题目：1. 简述流体的定义、分类和特点。
2. 解释流体静力学、流体动力学和流体波动的概念。
3. 计算流体运动的相关问题。
答案：1. 流体是物质的一种状态，分为液体和气体，具有流动性、连续性和可压缩性等特点。