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流体力学计算公式

流体力学计算公式
流体力学计算公式

1、单位质量力:m

F f B B = 2、流体的运动粘度:ρ

μ=v (μ[动力]粘度,ρ密度) 3、压缩系数:dp

d dp dV V ρρκ?=?-=11(κ的单位是N m 2)体积模量为压缩系数的倒数 4、体积膨胀系数:dT

d dT dV V v ρρα?-=?=11(v α的单位是C K ?1,1) 5、牛顿内摩擦定律:为液体厚)为运动速度,以应力表示为y u dy du dy du A

T (,μτμ== 6、静止液体某点压强:为该点到液面的距离)h gh p z z g p p ()(000ρρ+=-+=

7、静水总压力:

)h (为受压面积,为受压面形心淹没深度为静水总压力,A p ghA A p p c ρ==

8、元流伯努利方程;'2221112w h g

p z g u g p z ++=++ρρ('w h 为粘性流体元流单位重量流体由过流断面1-1运动至过流断面2-2的机械能损失,z 为某点的位置高度或位置水头,g

p ρ为测压管高度或压强水头,g u ρ2是单位流体具有的动能,u gh g

p p g u 22'=-=ρ,u gh C g

p p g C u 22'=-=ρC 是修正系数,数值接近于1) 9、总流伯努利方程:w h g

v g p z g v g p z +++=++222

221221111αραρ(α为修正系数通常取1) 10、文丘里流量计测管道流量:)21)(41()()(42

122211g d d d k h k g p z g p z k Q -=?=+-+=πμρρμ 11、沿程水头损失一般表达式:g

v d l h f 22

λ=(l 为管长,d 为管径,v 为断面平均流速,g 为重力加速度,λ为沿程阻力系数)

12、局部水头损失一般表达式:

对应的断面平均流速)为为局部水头损失系数,???v g

v h j (22

= 13、圆管流雷诺数:为圆管直径)为运动粘度,为流速,d v (u v

ud R e = 14、非圆管道流雷诺数:χ

A R R v uR R e ==水力半径为水力半径,(A 为过流断面面积,x 为过流断面上流体与固体接触的周界,矩形断面明渠流的水力半径:h b bh R 2+=

,b 为明渠宽度,h 为明渠水深)

15、均匀流动方程式:gRJ l

h gR gR l gA l h f f ρρ?ρ?ρχ?====000或(R 为水力半径,J 为水力坡度,l h J f

=)

16、流束的均匀流动方程:''J gR ρτ=(τ为所取流束表面的剪应力,'R 为所取流束的水力半径,'J 为所取流束的水力坡度,与总水流坡度相等)

17、过流断面上的流速分布的解析式:)(4220r r gJ u -=μ

ρ 18、平均流速:20208r gJ r Q A Q v μ

ρπ===,断面平均流速与最大流速的关系:max 21u v = 19、沿程水头损失:为沿程摩阻系数其中λλ,22Re 642

2g

v d l g v d l h f ==,沿程摩阻系数:Re

64=λ 20、谢才公式:RJ C RJ g v ==

λ

8(v 为断面平均流速,R 为水力半径,J 为水力坡度,C 为谢才系数) 21、曼宁公式:)(15.061s m R n

C =(n 为综合反映壁面对水流阻滞作用的系数,称为粗糙系数,R 为水力半径)

22、局部水头损失:22

122211)1(,)1(-=-=A A A A ξξ,21,A A 分别为扩大前断面1-1和正常状态

断面2-2的面积,21,ξξ分别为突然扩大前、后两个断面的平均流速对应的两个局部水头损失系数。

23、自由出流 绕流阻力:A U C D D 220ρ=(ρ为流体的密度,0U 为来流的速度,A 为绕流物体在垂直于来流方向的投影面积,D C 为绕流阻力系数)

24、收缩断面流速:00221

gH gH v c c ?ξα=+= 孔口的流量:0022gH A gH A A v Q c c μ?ε===

(0H 为作用水头,ξ为孔口局部损失系数,、为收缩系数,C C A A A ,=

εεA 分别为收缩断面面积、孔口断面面积,ξξα??+=+=

111c 为孔口的流速系数,,μ为孔口的流量系数,?εμ=。

24、淹没出流 收缩断面流速:0221

gH gH v se c ?ξξ=+= 孔口的流量:0022gH A gH A A v Q c c μ?ε===

(0H 为作用水头,ξ为孔口的局部水头损失系数,se ξ为水流出孔后,突然扩大的局部水头损失系数。?为淹没孔口的流速系数,ξ

ξξ?+≈+=111se ,μ为淹没孔口的流量系数,?εμ=) 25、变水头出流,水位由21H H 降至所需的时间:)(2221H H g A F t -=

μ(F 为容器截面面积)

26、管嘴恒定出流: 管嘴出口流速:00221

gH gH v n n ?ξα=+= 管嘴流量:0022gH A gH A vA Q n n μ?===

(0H 为作用水头,n ξ为管嘴的局部水头损失系数,相当于短刀锐缘入口的水头损失系数,

n ξ=0.5,82.01c =+=

n n n ξα??为管嘴的流速系数,,n μ为管嘴的流量系数,因出口断面无收缩,n μ=n ξ=0.82)

27、比阻的定义式:528d

g πλα= 28、直接水击:)(v v c p o -=?ρ,p ?为水击压强,ρ为水的密度,c 为水击波的传播速度,0v 为管流原来流速,v 为阀门部分关闭后流速。

29、间接水击:Z

T T cv p 0

ρ=?(0v 为管流原来流速,T 为水击波相长,c l T 2=,z T 为阀门关闭时间) 30、水力最有梯形断面的宽深比:)1(2)(2m m h

b

h h -+==βm=0时即得水力最优矩形断面的宽深比,m 为边坡系数,其中αcot h

a m = 31、水力最优梯形断面的水力半径: 水力半径:212)(m

h b h

mh b A

R +++==χ 将水力最优条件2)1(2h 2h R h m m b =

-+=代入上式得, 32、弗劳德数:gh

v B A

g v v v Fr c ===(无纲量数Fr 成为弗劳德数,可作为流动状态的判别数)

33、临界水深计算公式:对矩形断面渠道,水面宽等于底面B=b 。 称为单宽流量b Q q g q gb Q h c ===,32322αα

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