第七章工程流体力学20141218
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工学工程流体力学流体力学是研究流体运动规律和性质的学科,是工学中的重要分支之一。
在工程领域中,流体力学的应用十分广泛,涉及到许多重要的工程问题,如水力学、空气动力学、热力学等。
本教案将以工学工程流体力学为主题,分为三个小节进行论述。
第一小节:流体力学基础在本小节中,我们将介绍流体力学的基本概念和基础知识。
首先,我们将讨论流体的性质和分类,包括流体的密度、粘度、压力等。
接着,我们将介绍流体的运动描述,包括流体的速度场、压力场和密度场。
然后,我们将引入流体力学的基本方程,包括连续性方程、动量方程和能量方程。
最后,我们将讨论流体静力学和动力学的基本原理,包括流体的静力学平衡和动力学平衡。
第二小节:流体流动在本小节中,我们将深入研究流体的流动现象及其相关理论。
首先,我们将介绍流体的流动类型,包括层流和湍流。
接着,我们将讨论流体流动的基本方程,包括连续性方程、动量方程和能量方程的具体形式。
然后,我们将讨论流体流动的控制方程,包括伯努利方程和雷诺方程。
最后,我们将介绍一些常见的流体流动现象,如边界层、湍流、旋转流动等,并讨论其在工程中的应用。
第三小节:流体力学应用在本小节中,我们将探讨流体力学在工程中的应用。
首先,我们将介绍水力学的基本原理和应用,包括水流力学、水力机械和水利工程等。
接着,我们将讨论空气动力学的基本原理和应用,包括空气流动、飞行器气动力学和风力发电等。
然后,我们将介绍热力学的基本原理和应用,包括热传导、热对流和热辐射等。
最后,我们将讨论流体力学在其他工程领域中的应用,如化学工程、环境工程和生物医学工程等。
通过以上三个小节的学习,学生们将对工学工程流体力学有一个全面的了解。
他们将掌握流体力学的基本概念和基础知识,了解流体的性质和分类,理解流体的运动描述和基本方程,熟悉流体流动的类型和控制方程,掌握流体力学在工程中的应用。
通过理论学习和实践操作,学生们将培养出解决工程问题的能力和创新思维,为将来的工程实践打下坚实的基础。
流体是由大量不断地作无规则热运动的分子所组成。
流体的连续介质模型:流体是由其本身质点毫无空隙地聚集在一起、完全充满所占空间的一种连续介质。
粘性:流体在运动状态下抵抗剪切变形能力的性质,称为粘滞性或粘性。
它是运动流体产生机械能损失的根源。
压缩性:当作用在流体上的压强增大时,流体的宏观体积将会减小,这种性质称为流体的压缩性。
表面张力:是液体自由表面在分子作用半径范围内,由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方向产生的拉力。
当液体某处的压强低于汽化压强时,在该处发生汽化,形成空化现象。
在工程流体力学中所称的流体,一般指易流动的、具有粘性的、不易压缩的、均质的连续介质。
作用于流体隔离表面上、其大小与作用面成比例的力称为表面力。
与作用面正交的应力称为压应力或压强,与作用面平行的应力称为切应力。
流体静力学是研究流体处于平衡时的力学规律及其在实际工程中的应用平衡流体质点之间的相互作用是通过压应力(流体静压强)形式呈现出来。
流体静压强有两个特性:流体静压强的方向沿作用面的内法线方向;平衡流体中任一点的静压强大小与其作用面的方位无关。
水静力学基本方程两特性:在静止液体中,压强随淹没深度按现行规律增加,且任一点的压强P恒等于液面压强P0和该点的淹没深度H与液体重度Y的乘积之和;静止液体的等压面与水平面(等高面)。
恒定流:流场中各空间点上的一切运动要素都不随时间变化,这种流动称为恒定流,否则为非恒定流。
流线:同一时刻与许多质点的流速矢量相切的空间曲线迹线:同一质点在一个时段内运动的轨迹线。
过流断面:是与元流或总流所有流线正交的横断面。
均匀流:流场中同一流线上各质点的流速矢量沿程不变,否则为非均匀流。
渐变流:指各流线接近于平行直线的流动,否则为急变流渐变流过流断面有两个性质:渐变流过流断面近似为平面;恒定渐变流过流断面上流体动压强近似地按静压强分布,即同一过流断面上Z+P/R≈常数恒定总流伯努利方程的应用条件:流体是不可压缩的,流动是恒定的;质量力只有重力;过流断面取在渐变流区段上,但两过流断面之间可以是急变流;两过流断面间除了水头损失外,总流没有能量的输入和输出。
工程流体力学知识点总结一、工程流体力学的内容1.流体力学的基本概念工程流体力学是一门重要的工程学科,它是研究运动的流体分布特性、流动过程的动力学特征、流体受力的控制机理以及提供理论支持的工程应用理论。
它综合了物理学、数学、材料学和力学等知识,它包括流体动力学、传热传质、流体力学和流体机械等方面的研究内容。
2.流体动力学流体动力学是流体运动的力学理论,它研究的是流体中的物理量,如流速、压力、密度等的变化和流体运动的规律。
它是流体物理学的基本内容,是工程流体力学的基础理论。
它的研究内容主要包括流体的静力学、流体的流变力学、流体的流动特性、流体的热力学性质、流体的动力学和流体的流动特性等。
3.传热传质传热传质是研究流体在传热和传质的过程中热量和物质的传递机理的一门学科。
它包括流体的热传导、热对流和热辐射、物质的传质、物质输运等方面的内容。
4.流体力学流体力学是一门综合学科,是研究流体的能量、动量和位置变化的动力学特性及其应用的学科。
流体力学研究的内容包括流体的流量和压力、流体的质量和动量、流体的流速、流体的流动特性等。
它主要研究的是流体受力的特性和运动特性,是工程流体力学中最重要的学科之一。
5.流体机械的理论流体机械是研究利用流体动力驱动转子的机械装置的科学,包括机械装置的流体的传动特性、涡轮机械和泵的流量控制、流体中的变频调速以及比热容与流场等。
它是工程流体力学中的重要内容,也是工程设计的重要基础。
二、工程流体力学的应用工程流体力学的基本理论可以应用于各种工程中,如机械制造、空气动力学、海洋技术、热能技术、新能源技术、能源储存和节能技术、化工反应技术等。
它在社会经济建设中发挥着重要作用,可以为社会生产提供良好的环境保护技术手段,也可以为工程设计和技术开发提供依据。
工程流体力学1 工程流体力学是什么工程流体力学(Engineering Fluid Mechanics,简写为EFM)是一门系统的学科,讨论的是涉及流体流动的物理原理及其在各种工程上的应用。
涵盖了气体和液体的流动,包括固体的流动。
它是材料科学,力学,电子学,电气工程,化学工程,热传导,机械工程等学科的综合。
它借助物理学和数学的方法来研究和分析流体物理过程,以及流体对各种物质,细节,器件和装置的影响。
2 流体力学的主要内容工程流体力学的主要内容包括静动力流体力学、压力与流量特性、热力学与流变学、不可压缩流体力学和固态流体力学。
其中,静动力流体力学研究流体的性质,及其在用于指定流体流经体系的一般条件下的性能;压力与流量特性研究的是特定的流体在给定的动压条件下的行为;热力学与流变学则是研究由于温度、压力和流速变化而引起的流体性质变化;而不可压缩流体力学则是研究气体的流动;固态流体力学则是研究固体材料的流动。
3 工程流体力学的应用工程流体力学的主要应用有液压传动,气动传动,涡轮机械和内燃机,压气机,增压机械,气体充填、分离、加热、蒸发、蒸馏及纯化等技术,空气动力学,水力学,污水处理,风力发电,水轮机械,水利工程等等。
工程流体力学的应用可以涉及空气动力学,流体压缩机和气动传动,涡轮机械,水体模型,机械设备等等。
它们可用于航空、轨道运输、宇宙空间技术、清洁能源技术、海洋技术、矿井技术等和其他工业等行业,复杂系统设计,军事科学及其它新技术中应用。
4 结论工程流体力学是涉及流体流动的物理原理及其在各种工程上的应用的系统学科,主要包括静动力流体力学、压力与流量特性、热力学与流变学、不可压缩流体力学和固态流体力学。
它的应用范围相当广泛,涉及到了航空、轨道运输、宇宙空间技术、清洁能源技术、海洋技术、矿井技术等等,作为工程科学技术的重要组成部分,它给人类带来了许多积极的影响。
《工程流体力学》课程标准课程名称:工程流体力学适用专业:石油工程技术计划学时:64一、课程性质《工程流体力学》课程是石油工程技术专业的一门有特色的必修专业基础课程,也是一门知识性、技能性和实践性要求很强的课程。
流体力学课程是学生理解掌握现代化石油勘探、设计、运行与管理的知识基础,也是学生继续深造及将来从事研究工作的重要工具,为今后的专业学习和工作实践奠定基础。
本课程是石油工程技术专业一门必修的专业基础课程,具有较强的实际应用性,在学生职业能力培养和职业素质养成两个方面起支撑和促进作用。
二、培养目标《工程流体力学》课程立足于高职院校的人才培养目标,培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济需要,德、智、体、美全面发展,面向石油工业生产、管理和服务第一线,牢固掌握石化职业岗位(群)所需的基础理论知识和专业知识,重点掌握从事石化领域实际工作的基本能力利基本技能,具有良好的职业道德、创业精神和健全体魄的高等技术应用型专门人才。
按照职业岗位标准和工作内容的要求,通过对本课程的学习,使学生掌握化学分析中、高级工的应知理论、应会技能和必备的职业素养。
成为满足石化企业分析检验岗位对所需人才知识、能力、素质要求的高技能人才。
通过项目导向,教学探究型的教学,加强学生实践技能的培养,培养学生的综合职业能力和职业素养、独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力和与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。
通过本课程的实践教学,使学生毕业后可胜任流体力学学科或相邻学科的教学、科研、技术开发与维护工作,能够解决能源化工等工程中遇到的流体力学问题,从而实现本专业的培养目标。
2.1知识目标(1)使学生掌握流体力学的基本知识、基本理论、基本实验技能。
(2)培养学生对流体力学基本概念、基本理论、基本运算原理的应用能力。
(3)使学生具有实验实训室常用仪器、设备的规范使用能力。
(4)使学生掌握连续性方程、能量方程、动量方程的应用。
2.2方法能力目标(1)使学生掌握流体力学的基本原理及分析方法,在进行教学的同时,注重基础理论的发展过程及联系,培养学生解决一般问题的能力。
工程流体力学1. 引言工程流体力学是研究液体和气体在各种工程应用中流动行为的学科。
它的研究范围包括物质运动、能量传递和动量变化等方面。
工程流体力学是工程学中的一个重要学科,广泛应用于航空航天、能源、交通、水利等各个领域。
在本文中,我们将探讨工程流体力学的基本原理和应用。
2. 流体的基本性质流体是一种无固定形状的物质,包括液体和气体两种形态。
流体具有以下几个基本性质:•可压缩性:气体是可压缩的,而液体则基本上是不可压缩的。
•流动性:流体具有流动性,即可以自由地变形和流动。
•惯性:流体具有惯性,即具有质量和动量。
•不可分性:流体是不可分的,即无法将其分解为更小的粒子。
3. 流体的运动定律在工程流体力学中,研究流体的运动定律是非常重要的。
根据流体的运动状态,可以分为静态和动态两种情况。
3.1 静态流体力学静态流体力学是研究静止流体的力学行为。
在静态流体力学中,主要研究流体的压力分布、压强、密度和重力等性质。
3.2 动态流体力学动态流体力学是研究流动流体的力学行为。
流体的运动可以分为定常流动和非定常流动两种情况。
在动态流体力学中,主要研究流体的速度分布、流量、压力损失和流动阻力等性质。
4. 流体的流动行为流体在工程应用中的流动行为是工程流体力学的核心内容之一。
根据流体的性质和流动状态,可以分为层流和湍流两种情况。
4.1 层流层流是指流体在管道或流道中呈现平行且有序的流动状态。
在层流中,流体分子之间的相互作用力较大,流体流动速度均匀、流线平行。
层流通常发生在低速流体中,并且具有稳定的流速分布。
4.2 湍流湍流是指流体在管道或流道中呈现混乱和无序的流动状态。
在湍流中,流体分子之间的相互作用力较小,流体流动速度不均匀、流线交错。
湍流通常发生在高速流体中,并且具有不稳定的流速分布。
5. 工程流体力学的应用工程流体力学在各个工程领域中都具有重要的应用价值。
以下是几个常见应用领域:5.1 航空航天在航空航天工程中,工程流体力学用于研究飞行器的空气动力学特性,例如气动力、气流分布、升力和阻力等。