建筑设备第一章.ppt

*建筑设备工程电子教案第一章流体力学基本知识第一节流体的主要物理性质一、密度和容重质量密度重力密度对于均质流体流速梯度流体在黏滞力的作用下，具有的抵抗流体的相对运动（或变形）的能力二、流体的黏滞性流体的黏滞力黏滞性由于流体个流层的流速不同，相邻流层之间有相对运动，在接触面上产生的一种相互作用的内摩擦力沿垂直流速方向单位长度的流速增值运动粘性系数受温度影响大，受压力影响小表1-1水的粘滞性系数三、流体的压缩性和热胀性图1-2一个大气压下空气的粘滞性系数压缩性热胀性流体压强增大体积缩小的性质流体温度升高体积膨胀的性质第二节流体静压强及其分布规律一、流体静压强及其特性静压强（2）任一点的流体静压只有一个值，不因作用面方位的改变而改变。（1）流体静压强的方向必定沿着作用面的内法线方向只存在垂直于表面内法线方向的压应力压强。流体静压强的特征二、流体静压强的分布规律静水压强基本方程式图1-3静止液体中的压强分布圆柱体处于静止状态等压面工程计算中压强由不同的量度基准如液体与气体的交界面（自由表面）（1）流体中压强相同的各点所组成的面（3）静止、同种类、连续液体的水平面以大气压强为零点计算的压强以完全真空为零点计算的压强绝对压强相对压强（2）处于平衡状态下的两种不同液体的分界面关系：压强单位：米水柱（）、毫米水柱（）、米汞柱（）关系1个工程大气压一、流体运动的基本概念（一）压力流和无压流（二）恒定流与非恒定流第三节流体运动的基本知识无压流压力流非恒定流恒定流流体运动时，流体任一位置的运动要素如压强、流速等随时间变化而变动的流动液体在重力作用下流动时，液体的部分周界与固体壁相接触，部分周界与气体相接触，形成自由表面流体运动时，流体任一位置的压强、流速等运动要素不随时间变化的流动叫做恒定流动。流体在压差作用下流动时，整个流体周围都是与固体壁相接触，没有自由表面迹线均匀流流体某一个质点在连续时间内的运动轨迹流体运动时，在流速场中画出某时刻的这样一条空间曲线，其上所有质点在该时刻的流速矢量都与该曲线相切流线流体运动中流线接近于平行线的流动（三）流线与迹线（四）均匀流与非均匀流流体运动中流线不能视为平行线的流动流体运动时，流线不是平行直线的流动非均匀流流体运动时，流线是平行直线的流动急变流渐变流（五）元流、总流、过流断面、流量与断面平均流速元流流体运动时，在流体中取一微小面积，并在面积上各点绘出并形成的一股流束总流流体运动时，无数元流的总和流体运动时，单位时间内通过过流断面的流体质量单位断面平均流速过流断面流量流体运动时，与元流或总流全部流线正交的横断面流体运动时，单位时间内通过过流断面的流体体积单位断面上各点流速的平均值体积流量质量流量二、恒定流的连续性方程条件推广到总流，得质量流量的连续性方程应用质量守恒定律，流进断面的质量必定等于流出断面的质量（1）由于流动是恒定流，元流形状及空间各点的流速不随时间变化。（3）流体不能从元流的侧壁流入或流出。（2）流体是连续介质。（一）恒定总流实际液体的能量方程三、恒定总流能量方程伯努里方程总水头线把各断面上的总水头顶点连成的线图1-10元管中有压流动的总水头线与测压管水头线总水头坡度或水力坡度总水头线沿流程的降低值与沿程长度的比值，其表示沿流程单位长度上的水头损失，用i表示（二）实际气体恒定总流的能量方程应用举例文丘里流量计当水流通过时，水银压差计的读数是，求通过的流量Q值。水头损失小，不计N-N是等压面根据连续性方程式得到:用A表示常数值则文丘里流量公式实际流量一、沿程阻力和水头损失的两种形式（二）局部阻力和局部水头损失流体在长直管（或明渠）中流动时，所受的摩擦阻力第四节流动阻力和水头损失为了克服沿程阻力而消耗的单位重量流体的机械能量（一）沿程阻力和沿程水头损失沿程阻力沿程水头损失流体的边界在局部地区发生剧烈变化时，迫使主流脱离边壁而形成漩涡，流体质点间产生剧烈的碰撞，所形成的阻力为了克服局部阻力而消耗的重力密度流体的机械能量局部水头损失局部阻力水头损失图*