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材料加工冶金传输原理任课教师：杨石强 教材： 《材料加工冶金传输原理》 主编：吴树森（华中理工大学） 出版社：机械工业出版社 参考书： 《工程流体力学》、《传热学》、《质量传输》 考试形式：闭卷（平时30%+卷面70%） 第一章　绪论　 　　　§1.1 课程简介 二.　压缩性和温变膨胀性 压缩性： 流体在压力的作用下，体积减小的特性。 温变膨胀性： 　当温度改变时，流体体积发生变化的特性。 空气: 流体静压力(static pressure) ：处于相对静止状态下的流体，由于本身的重力或其他外力的作用，在流体内部及流体与容器壁面之间存在着垂直于接触面的作用力，这种作用力称为流体的静压力。用P表示，单位N。 　　在静止的流体中，流体静压力具有下列两个特征： 　　1. 流体静压力垂直于其作用面，其方向与该作用面的内法线方向相同。 　　2. 静止流体中任意点的流体静压力的大小与其作用面的方位无关，即同一点上各个方向的流体静压力都相等。 因：质量力=质量×g，故：单位质量力= g因此：X, Y, Z 分别等于g x, g y, g z, 等于 x, y, z 方向上的重力加速度的投影。 例：一平浇铸铁板如图，其中，ρ铁水=7010kg/m3, ρ型砂=1602kg/m3, ρ砂箱 =7204kg/m3，求抬箱力和压铁重量？ 目前主要用于解决管道内流体流动问题和流体通过孔口流出 的问题以及部分空间内的流体流动问题。 解题步骤 2、皮托管 3、小孔流出（虹吸管） 例题 某一铸造车间气力输送的风机部分，根据实测已知下列参数；吸风管相对压力为P1=-10500N/m2，排风管相对压力p2=147N/m2，风量Q=9250m3/h，风温t=5℃，吸风管直径d1=300mm，排风管直径d2=400mm。设1-1断面至2-2断面的压力损失为γhw=49 N/m2，试确定风机所需的风压。 伯努利方程的应用条件 1、流体运动必须是稳定流 2、所取有效断面必须符合缓变流条件 3、流体运动沿程流量不变 4、两有效断面间必须没有能量的输入和输出 5、不可压缩流体 6、对于气体、可以忽略位能项 三、动量方程的应用 使用步骤： 1、取控制体； 2、标出所有作用力（质量力和表面力）； 3、建立坐标系，投影； 4、列投影方程，求解方程。 解题步骤 解题步骤 解题步骤 解题步骤 例题 解： 解续： 解续： 4.2 流体在圆管中的层流运动 一、有效断面上的速度分布 二、层流流量、平均流速和最大流速之间的关系、 动能修正系数、切应力分布规律 三、管中层流沿程损失的达西公式 4.3 流体在圆管中的湍流运动 一、湍流的脉动现象和时均化 二、速度的时均化原则与时均速度 三、水力光滑管与水力粗糙管 四、湍流运动的速度分布 五、湍流沿程损失的基本关系式 4.5 管道流动的局部阻力 　 从流体力学的观点看，飞机在空中飞行，等于是空气以相同的速度流向静止的飞机。所以，在现代技术条件下，当一架飞机的总体设计完成后，完全不必像当年发明飞机的先驱者们那样，直接到空中进行冒险的飞机试验了，只需把飞机的模型，放进一种用鼓风机做风源的“风洞”就行。这是由于“风洞”中的“人造风”速度与飞机的设计速度相等，因而当它吹过飞机模型后，经过必要的数字修正，就可精确地则算出未来那架飞机各个部分在空中所受的力有多大，性能是否良好。 　　但是，这种“人造风”吹过飞机时，由于没有颜色，因而人眼是无法看见的。于是，设计师们从雷诺实验中得到启发，把煤油通过均匀的喷嘴射进“风洞”，产生黑色或蓝色的“烟雾”，使空气流像飞机的“流线”，形象地显示出来。 在上个世纪五十年代，风洞主要用来研究飞机气动性能。从七十年代开始，为了追求更好的空气动力学效果，各大车队开始关注赛车气动性能的研究，这使得风洞试验显得愈来愈重要。 F1赛车舒展、流畅的外型经常使人联想起在空中翱翔的战机。事实上，F1赛车已成为世界上科技含量最高的竞技项目，其10秒瞬间加速性能完全可以和先进的喷气战斗机媲美。 2. 层流和边界层 　—— 流体质点在流动方向上分层流动，各层之间互不干扰和 掺混，流线呈平行状态的流动。 流体速度很慢； 流体的粘性力较大。 产生条件： 3. 湍流及边界层 　—— 流体流动时，各质点在不同方向上做复杂的无规则运动， 　互相干扰的向前运动。 　　　（微团在其它方向存在脉动，但大方向是一致的。） 层流底层 4. 层流向紊流的转变 进一步的研究表明：增加速度、提高流体密度、降低流体粘度、增大管子的直径，均可促使层流向紊流转变。 流体在流动中其质点受“惯性力”和“粘性