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第一章 流体流动 第一章 流体流动?本章应重点掌握的内容 1.1 流体的重要性质（p10 ) 1.1.1 连续介质假定 1.1.2 流体的密度（kg/m3）和比容（m3/kg） 混合液体的密度ρm （忽略混合前后体积变化） 流体的比容（比体积）v 1.1.3 流体的粘性 （p13，p12 ) 流体的粘性- 图示 二、粘度—— 衡量流体粘性大小的物理量 (p14，p12) 粘度的物理意义 温度、压强对粘度的影响 牛顿型流体与非牛顿流体 1.2 流体静力学基本方程（p18，p16） 二、表面力 1.2.1 静止流体的压力（p16) 二、压强单位 三、压强的习惯表述（表示方法）： 1.2.2 流体静力学基本方程式（p18) 压强相等的水平面称为等压面。 【例 1-1】 【例 1-1b】 1.2.3 流体静力学方程的应用 （p20) 一、压强与压强差的测量 普通 U 管压差计 二、液封高度的计算 三、远距离液位测量 【例 1-3b】 1.3 流体流动的基本方程 (p26， p25) 稳态与非稳态流动示意动画 1.3.1 流量与平均流速（p26，p25) 三、质量平均流速 G 注意：管径的表示方法 Φ59×4.5 mm 1.3.2 流体流动类型（层流、湍流）及雷诺数 一、雷诺实验 1883年, 英国物理学家Osbone Reynolds作了如下实验 二、雷诺实验现象 三、 雷诺数 圆形直管内流动类型的判别(Re) (工业上3000视为湍流) 五、圆管内的速度分布 1.4 流体流动的基本方程1.4.1 总质量衡算—连续性方程（质量守恒） (p28，p27) 连续性方程 1.4.2 总能量衡算方程 （p29， p28 ）一、流动系统的总能量衡算方程 对于 1 kg 流体，进入系统的能量为： We + Qe + gz1 + u12 /2 + p1v1 + U1 = gz2 + u22 /2+ p2v2 + U2 单位质量流体稳态流动过程的总能量衡算式。 二、 流动系统的机械能衡算方程： 不可压缩流体连续稳态流动系统的机械能衡算方程: 三、对伯努利方程的讨论 （1）位能 gz （2）静压能 p /ρ ： （3）动能 u2 / 2 : △u2 = u22 - u12 ≠(u2-u1 )2 2.机械能衡算方程（广义的伯努利方程）3 种表达形式及意义 3.静止液体 4.对于可压缩流体 1.4.3 柏努利方程的应用(p33， p32) *柏努利方程的应用计算所需要的基本方程汇总 1.5 流体在管内流动的阻力（p48， p46 ） 流动阻力产生的原因、条件及影响因素 3种形式伯努利方程中阻力损失的意义 压强降的概念 1.5.1 等径圆直管摩擦阻力计算一、直管摩擦阻力计算通式——范宁（fanning）公式： 二、管内层流时圆形直管摩擦系数计算式 三、管内湍流时的圆形直管摩擦系数 量纲分析法（推导过程自学） 伯金汉(Buckingham)Π定理 应指出，只有在微分方程不能积分时，才采用量纲分析法。 欧拉(Euler)准数，表示压力与惯性力之比 量纲分析法的局限性 四、摩擦系数曲线图 (p52， p54) 五、流体在非圆形直管内的流动阻力 1.5.2 管路上局部阻力计算（p57，p56) 二、局部阻力计算方法 三、当量长度共线图的使用 1.5.3管路系统中的总能量损失（管流阻力计算小结） 【例1-4】 【例1-4b】 【例1-4c】 【例1-4d】 1.6管路计算（连续性方程、柏努利方程和阻力损失 计算公式的综合应用 ，p59 ） 管路计算问题，归纳起来有以下三种情况: 管路分类 1.6.3 流体输送管路计算步骤 例 1-5 例1-5 b 例1-5 c 1.6.4 流体输送管路计算 (p59) 二、复杂管路 并联管路特点推导 分支管路特点推导 并联管路与分支管路的计算内容有: 1.6.3 流体输送管路计算类型 总费用 = 设备费 + 操作费 【例1-6】 【例1-6b】 【例1-6b】 1.7 流速与流量的测定(p69，p67) 1.7.1 测速管 (p69，p67) 测速管 测速管公式推导 由点速度查取管截面上的平均流速曲线图(p42) 测速管的优缺点 1.7.2 孔板流量计 孔板流量计的优缺点 孔板流量计安装 1.7.3 转子流量计 (p76，p74) ——测量流体体积流量 转子流量计环隙面积变化示意图 转子流量计计算流量公式 转子流量计的安装 转子流量计的优缺点