流体力学归纳总结.doc

流体力学 一、流体的主要物性与流体静力学 1、静止状态下的流体不能承受剪应力，不能抵抗剪切变形。 2、粘性：内摩擦力的特性就是粘性，也是运动流体抵抗剪切变形的能力，是运动流体产生机械能损失的根源；主要与流体的种类和温度有关，温度上升粘性减小，与压强没关系。 3、牛顿内摩擦定律： 相关因素：粘性系数、面积、速度、距离；与接触面的压力没有关系。 例1：如图6-1所示，平板与固体壁面间间距为1mm,流体的动力黏滞系数为0.1Pa.S, 以50N的力拖动，速度为1m/s,平板的面积是（ ）m2。 解：=0.5 例2：如图6-2所示，已知活塞直径d=100mm,长l=100mm气缸直径D=100.4mm,其间充满黏滞系数为0.1Pa·s的油，活塞以2m/s的速度运动时，需要的拉力F为（ ）N。 解： 4、记忆个参数，常温下空气的密度。 5、表面力作用在流体隔离体表面上，起大小和作用面积成正比，如正压力、剪切力；质量力作用在流体隔离体内每个流体微团上，其大小与流体质量成正比，如重力、惯性力，单位质量力的单位与加速度相同，是。 6、流体静压强的特征： A、垂直指向作用面，即静压强的方向与作用面的内法线方向相同； B、任一点的静压强与作用面的方位无关，与该点为位置、流体的种类、当地重力加速度等因素有关。 7、流体静力学基本方程 一个工程大气压相当于735mm汞柱或者10m水柱对柱底产生的压强。 8、绝对压强、相对压强、真空压强、真空值 公式1： 公式2： 叫做真空压强，也叫真空值。如果通过公式1计算得到某点的为负的时候，就说明存在真空，其真空压强再通过公式2求得。 9、压力表方面的考题主要考察的是流体静力学基本方程，U型管水银压差计比较典型、 例3：如图6-4所示,用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差,水银面高hp=10cm, A、B两点压强差为（12.348 ）kPa。 例4：如图6-9所示，A、B两管平齐，里面盛满水，下面的U形管里充有水银，水银柱高差为Δh=20cm,则A、B两管中的压强差值为（ 24.69）kPa。 U型管子里面一边是水，一边是水银，压强差为： 10、在均质连续的静止流体中，各点的测压管水头保持不变： 11、静止液面的作用力： 作用点： 常用的两个：矩形，的位置位于距离上边缘 圆形，的位置位于距离上边缘 二、流体动力学 1、流场中的各空间点上所有运动要素（流速、流量等）不随时间变化，当地加速度为0，叫作恒定流；位于同一流线上的各质点的流速矢量不随流线变化，迁移加速度为0，叫作均匀流。 2、流线上所有质点的流速矢量均与这条空间曲线相切；恒定流时，流线的形状、位置均不随时间变化，且与迹线重合；流线一般为光滑曲线，不能相交和转折。 3、渐变流过流断面具有下面两个重要性质：A、渐变流过流断面近似为平面；B、过流断面上流体动压强近似地按静压强分布，即通过同一个断流面。 4、根据质量守恒定律及连续介质假设：恒定总流流量和平均流速的概念： 5、恒定元流的伯努利能量方程： 物理意义： 表示单位重量流体相对于某基准面所具有的位能，表示单位重量流体的压能，表示单位重量流体的动能。意义：恒定不可压缩理想流体的机械能沿流线不变。 几何意义：表示元流过流断面上某点相对于某基准面的位置高度，叫作位置水头，称为压强水头，称为流速水头。总水头=测压管水头+流速水头=（位置水头+压强水头）+流速水头。几何意义：恒定不可压缩理想流体的总水头沿流线不变。 6、实际恒定元流流体存在水头损失，方程可写成： 实际流体的总水头线总是沿程下降的，而测压管水头线沿程可升、可降，也可以不变，主要取决于水头损失及动能与势能间相互转化的情况。 7、实际恒定总流的能量方程： 7.1恒定总流的能量方程的应用条件：A、流动必须是恒定流；B、流体是不可压缩的；C、质量力只有重力；D、选择的过流断面必须符合渐变流条件（断面之间可不是渐变流）；E、两过流断面之间没有能量的输入或输出；F、断面间不能有分流与合流。 7.2能量方程解题步骤： 选择好过流断面：1-1在上游，2-2在下游，该断面已知数要多并包含所求的未知数（如自由液面、出口断面、测压计所在断面等处），而且应选择渐变流断面； 选择水平面作为基准面，应选择在较低处，使Z为正值，且与某一断面重合； 选断面上任一点写B.E，因渐变流同一断面上任一点的，而v是各点流速平均值； 可用连续方程v1A1=v2A2消去一个v，当已知Q时可用v=Q/A求出V； 能量方程等号前后压强p应该用同一基准，一般用相对压强较为方便； 化简后带入数据，解出欲求的未知数； 当在两断面1-1与2-2之间有机械能输入时（例如有泵），应在1-1断面加上水头H。 7.3应用总流能量方程时，选