流体力学绪论
第一章流体的基本概念
第二章流体静力学
第三章流体动力学
第四章粘性流体运动及其阻力计算
第五章有压管路的水力计算
第六章明渠定常均匀流
第九章泵与风机绪论
一、流体力学概念
流体力学——是力学的一个独立分支，主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和
固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。
1738年伯努利出版他的专著时，首先采用了水动力学这个名词并作为书名；1880年前后出现了
空气动力学这个名词；1935年以后，人们概括了这两方面的知识，建立了统一的体系，统称为流体
力学。
研究内容：研究得最多的流体是水和空气。1、流体静力学：关于流体平衡的规律，研究流体处于静止（或相对平衡）状态时，作用于流体
上的各种力之间的关系；2、流体动力学：关于流体运动的规律，研究流体在运动状态时，作用于流体上的力与运动要素
之间的关系，以及流体的运动特征与能量转换等。
基础知识：主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律，常常还要用到热力学知识，有时还用到
宏观电动力学的基本定律、本构方程（反映物质宏观性质的数学模型）和物理学、化学的基础知识。二、流体力学的发展历史流体力学是在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的。古时中国有大禹治水疏通江河的传说；秦朝李冰父子带领劳动人民修建的都江堰，至今还在发挥着作用；大约与此同时，古罗马人建成了大规模的供水管道系统等等。
流体力学的萌芽：距今约2200年前，希腊学者阿基米德写的“论浮体”一文，他对静止时的液
体力学性质作了第一次科学总结。建立了包括物理浮力定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论，奠定
了流体静力学的基础。此后千余年间，流体力学没有重大发展。
15世纪，意大利达·芬奇的著作才谈到水波、管流、水力机械、鸟的飞翔原理等问题；17世纪，
帕斯卡阐明了静止流体中压力的概念。但流体力学尤其是流体动力学作为一门严密的科学，却是随着
经典力学建立了速度、加速度，力、流场等概念，以及质量、动量、能量三个守恒定律的奠定之后才逐步形成的。
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三、说明下列概念（共20分）
1.什么是流线和迹线它有哪些基本特征（5分）
答：流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。（1分）
迹线就是流体质点运动的轨迹。（1分）
流线两个特点：1）非定常流动时，流线的形状随时间改变；定常流动时，不随时间改变此时，流线与迹线重合。（分））2）流线是一条光滑的曲线，流线之间不能相交，如果相交，交点速度比为零。（分）
2.简述伯努利方程 =const的物理意义和几何意义。（5分）
答：物理意义：在符合限定条件下，单位重量流体的机械能(位能、压力能和动能)可以互相转化，但总和不变。（1分）
几何意义：在符合限定条件下，沿同一流线的总水头是个常数。（1分）
总机械能不变，并不是各部分能量都保持不变。三种形式的能量可以各有消长，相互转换，但总量不会增减。（2分）
水头线：将各项水头沿程变化的情况用几何的方法表示出来。理想流体恒定元流的总水头线是水平的。（1分）
3.有旋流动、无旋流动
有旋流动：流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动。（2分）
无旋流动：流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋流动。（2分）
4.流动相似条件（6分）
答：1）有相同的微分方程（2分）
2）单值条件相似（2分）
3）由单值条件中的物理量的相似准则数相等（2分）
四. 推求突然扩大能量损失计算公式（20分）
解：如图，由连续性方程解： （4分）得： （ 2分）
由动量方程：
（4分）
列伯努利方程： gvgpgvgp22222211 （4分）
（4分）
即 （2分）
《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。
课件例题
第一章
第二章
2014-6-1825【解】（a）圆柱体表面所研究部分的净垂直投影为则35kPa计示压强的气体作用在单位长度圆柱体上的水平分力为Az=[4-2(1-cos300)] ×1则35kPa计示压强的气体作用在单位长度圆柱体上的水平分力为Fx=pAz=35×[4-2(1-cos300)] ×1=353.75=130.5(kN)圆柱体表面所研究部分的净水平投影为Ax=2sin300×1
2014-6-1826则气体作用在单位长度圆柱体上的垂直分力为Fz=pAx=35×2sin300×1=35(kN)（b）Fx=ρghcAx=9.81×(1/2×3.73) ×(3.73×1)
×1000=68.1（kN）Fz=ρgVp=9.81×1000×(2100/3600×22+1/2×1×1.732+1×2) ×1=100.5(KN)
2014-6-181【例2】图2所示为一水箱，左端为一半球形端盖，右端为一平板端盖。水箱上部有一加水管。已知h=600mm，R=150mm，试求两端盖所受的总压力及方向。图2
2014-6-1828【解】（1）右端盖是一圆平面，面积为:A右=πR2其上作用的总压力有F右=ρg(h+R)A右=ρg(h+R) πR2=103×9.806×(0.6+0.15)
×3.14×0.152=520 （N）方向垂直于端盖水平向右（2）左端盖是一半球面，分解为水平方向分力Fx左和垂直方向分力Fz左Fx左=ρg(h+R)Ax=ρg(h+R) πR2=103×9.806×(0.6+0.15)×3.14×0.152=520 （N）
2014-6-1829方向水平向左垂直方向分力由压力体来求，将半球面分成AB、BE两部分，AB部分压力体为ABCDEOA，即图中左斜线部分，记为VABCDEOA，它为实压力体，方向向下；BE部分压力体为BCDEB，即图中右斜线部分，记为VBCDEB，它为虚压力体，方向向上。因此总压力体为它们的代数和。Vp= VABCDEOA -VBCDEB=VABEOA
