《液体流体力学基础》课件.pptVIP

液体流体力学基础

流体的特性可压缩性流体在压力作用下体积发生变化的性质。气体易压缩，液体不易压缩。粘性流体层之间相互摩擦的性质。粘性是流体流动时的阻力来源。表面张力液体表面收缩成最小面积的趋势，是由于液体分子间吸引力导致的。

流体的静力学1压力流体静止时，作用于流体表面上的力2压强单位面积上的压力3浮力浸没在流体中的物体所受到的向上托力4阿基米德原理物体受到的浮力等于它排开流体的重力

流体的动力学1流体运动流体动力学研究流体在运动状态下的特性和规律。2流体压力流体运动产生压力，压力随流体速度的变化而改变。3流体粘度流体的粘度会影响其流动阻力，影响流体运动的速度和能量损失。4流体流动流体流动可以是层流或湍流，取决于流体的速度、粘度和边界条件。

流体流动的基本定律质量守恒定律流体流动过程中，质量守恒定律指出流体的总质量保持不变，即流入的质量等于流出的质量。能量守恒定律能量守恒定律指出流体在流动过程中，其总能量保持不变，即流体的动能、势能和内能之和保持恒定。动量守恒定律动量守恒定律指出流体在流动过程中，其总动量保持不变，即流体系统的动量变化等于作用在流体上的外力的冲量。

伯努利方程PressureVelocityHeight伯努利方程描述了理想流体在稳定流动中的能量守恒关系。它表明，在流体流动过程中，压强、速度和高度的变化之间存在一个平衡关系。该方程适用于许多流体力学问题，例如管道流动和机翼升力。

流体运动的分类层流流体质点沿着平滑的直线或曲线路径运动，流体层之间没有相互混合。湍流流体质点沿着不规则的路径运动，流体层之间相互混合，产生涡流和旋涡。过渡流介于层流和湍流之间的状态，流体运动不稳定，层流和湍流交替出现。

流体速度分布1层流流体粒子沿平行于管壁的直线运动。2湍流流体粒子运动无规则，速度分布复杂。

流体动量定理定理内容作用于流体控制体上的外力等于控制体动量的变化率。表达式∑F=d(mV)/dt=ρQ(V2-V1)应用范围广泛应用于计算流体在管道弯头、喷嘴、叶轮等处的动量变化，分析流体与固体之间的相互作用。

流体能量定理流体能量定理说明了流体能量守恒，能量的形式可以相互转化

层流与湍流1层流流体粒子沿平滑且有序的路径流动，没有横向混合或漩涡。2湍流流体粒子以不规则和混乱的方式流动，导致横向混合和漩涡。3雷诺数区分层流和湍流的关键参数。

层流近似分析假设层流是指流体流动时流线平行的状态，假设流体是连续且不可压缩的。方程利用Navier-Stokes方程进行分析，该方程描述了流体运动时的速度、压力和粘度关系。求解运用边界条件和流体力学原理求解方程，获得流体速度、压力和剪切力的分布。应用层流近似分析广泛应用于管道流动、流体传热和摩擦阻力计算等方面。

管道流动分析1雷诺数判断流体流动类型2摩擦系数管道壁面阻力3能量损失流动过程中能量损耗管道流动分析的核心是通过流体力学原理计算流体在管道中的流动特性，从而了解流体的流动状态、阻力以及能量损失等关键参数。

管道敷设设计地下管道地下管道通常用于输送水、天然气、石油等流体，需要考虑地质条件、环境因素以及安全防护等因素。地上管道地上管道通常用于输送短距离的流体，需要考虑周围环境的影响，以及防腐蚀和防晒等措施。跨越障碍管道敷设设计需要考虑跨越河流、公路、铁路等障碍物，需要进行专门的桥梁设计。

流量测量方法涡轮流量计利用流体通过涡轮叶片产生的旋转速度来测量流量。电磁流量计基于法拉第电磁感应定律，通过测量流体在磁场中运动产生的电压来测量流量。超声波流量计利用超声波在流体中的传播时间变化来测量流量。孔板流量计通过测量流体通过孔板前后压差来测量流量。

流体机械基础流体机械是利用流体能量进行工作的机械，广泛应用于工业生产和日常生活。流体机械分类常见的流体机械类型包括泵、风机、压缩机、水轮机等。工作原理流体机械的工作原理主要是基于流体动力学原理，利用流体压力的变化来实现能量转换。

离心泵工作原理1叶轮旋转叶轮高速旋转，带动流体旋转。2离心力作用旋转的流体受到离心力的作用，被抛向叶轮外缘。3压力升高流体在叶轮外缘的压力显著升高，形成高压区。4排出管道高压流体通过泵体和排出管道，流向用户。

离心泵性能曲线流量(Q)扬程(H)效率(η)功率(P)0最大扬程00最佳流量最佳扬程最高效率最佳功率最大流量00最大功率

往复泵工作原理1吸入过程活塞向右移动时，吸入阀打开，排出阀关闭，液体被吸入泵体。2排出过程活塞向左移动时，吸入阀关闭，排出阀打开，液体被排出泵体。3循环过程活塞往复运动，不断重复吸入和排出过程，形成连续的液体流动。

往复泵性能曲线100%效率泵的效率通常在50%到80%之间，取决于泵的大小和工作条件。10流量泵的流量是指每分钟或每小时可以输送的液体体积，它会随着压头的增加而下降。10