流体力学基本原理0.ppt

第一章 流体流动 第一节 流体静力学基本方程式 研究外力作用下的平衡规律 一、密度 1.定义：单位体积流体所具有的质量。 ρ= m / V [ kg / m3]?? 流体中某点密度： ?2、影响因素：温度和压力 （1）液体 — 认为不可压缩的流体，与压力无关，温度升 高，密度降低。 二、流体的静压强 1、压强的定义 流体的单位表面积上所受的压力，称为流体的静压强，简称压强。 第二节 流体在管内的流动 一、流量与流速 三、连续性方程 m1 = m2 m =V? = uA? u1 A1 ?1= u2 A2 ?2=常数 对于不可压缩性流体,密度可视为不变 u1 A1= u2 A2 ------连续性方程 圆形管道 ： u1 /u2 = (d2/d1)2 二、流动类型与雷诺准数 1、雷诺实验 影响两测压点间的压力差的因素：孔板结构、流速。 测量原理： 暂不计摩擦损失，1、2之间有： * * 把流体视为由无数个流体微团（或流体质点）所组成，这些流体微团紧密接触，彼此没有间隙。这就是连续介质模型。 流体微团（或流体质点）： 宏观上足够小，以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点； 同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分子，其行为已经表现出大量分子的统计学性质。 概述 一．连续介质模型 二 、流体的特性 1、流动性,流体不能承受拉力； 2、没有固定形状，形状随容器而变； 3、流体流动—外力作用的结果； 4、连续性（除高度真空情况）。 5、压缩性 可压缩性流体—气体 不可压缩性流体—液体 三、流体所受到的力 如重力、离心力等，属于非接触性的力。 （2）气体 — 为可压缩性的流体，通常（压力不太高，温度不太低）时可按理想气体处理，否则按真实气体状态方程处理。 假设混合后总体积不变， （3）混合物的密度 1）液体混合物的密度ρm 取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分率分别为: ——液体混合物密度计算式 2)气体混合物的密度 取1m3 的气体为基准,令各组分的体积分率为: xvA,xvB,…,xVn, 其中: 混合物中各组分的质量为： 当V总=1m3时， 若混合前后, 气体的质量不变， 当V总=1m3时, ——气体混合物密度计算式 ——理想气体混合物密度计算式 在数值上: 3.与密度相关的几个物理量 1）比容：单位质量的流体所具有的体积，用υ表示， 单位为m3/kg。 2）比重(相对密度)：某物质的密度与4℃下的水的密度的比 值，用 d 表示。 SI制单位：N/m2，即Pa。 其它常用单位有： atm（标准大气压）、工程大气压 kgf/cm2、bar；流体柱高度（mmH2O，mmHg 等）。 或 换算关系为： 2、压强的表示方法 1）绝对压强（绝压）： 流体体系的真实压强称为绝对压强。 2）表压 强（表压）： 压力上读取的压强值称为表压。 3）真空度： 真空表的读数 绝对压 表压 真空度 绝对零压 大气压 实测压力 实测压力 绝压（余压） 绝对压强、真空度、表压强的关系为 表压＝绝对压-大气压 真空度＝大气压 - 绝对压 2、静力学方程的讨论 1.流体某一深处的压力与深度和密度有关。 2.液面上方流体压力改变，液体内部压力随着改变且变化值相同（巴斯葛定律）。 3.静止的、连续的同一流体内、同一水平面处各点压力相等。( 等压面 ) 4.压力或压差可用液柱高度表示。 H =（P2 - P0）/ ?g 3、流体静力学基本方程的应用 P1 P2 （1）压力测定 U型管压差计 A-A’为等压面 PA=PA’ PA= P1+? g ( H+R ) PA’=P2+ ?’ g R+ ? gH