流体力学第十一章.
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力学(第二版)漆安慎习题解答第十一章流体力学第十一章 流体力学基本知识小结⒈理想流体就是不可压缩、无粘性的流体;稳定流动(或称定常流动)就是空间各点流速不变的流动。
⒉静止流体内的压强分布相对地球静止:gh p p gdy dp ρρ=--=21,(h 两点间高度)相对非惯性系静止:先找出等压面,再采用与惯性系相同的方法分析。
⒊连续性方程:当不可压缩流体做稳定流动时,沿一流管,流量守恒,即=∆=∆=2211s v s v Q 恒量⒋伯努力方程:当理想流体稳定流动时,沿一流线,=++221v gh p ρρ恒量⒌粘性定律:流体内面元两侧相互作用的粘性力与面元的面积、速度梯度成正比,即ηη.s f dydv ∆=为粘性系数,与物质、温度、压强有关。
⒍雷诺数及其应用 l vlR e ,ηρ=为物体某一特征长度 ⑴层流、湍流的判据:,湍流,层流;临临e e e e R R R R ><⑵流体相似律:若两种流体边界条件相似,雷诺数相同,则两种流体具有相同的动力学特征。
⒎泊肃叶公式:粘性流体在水平圆管中分层流动时,距管轴r 处的流速)(4)(2221r R lp p r v --=η11.2.1 若被测容器A 内水的压强比大气压大很多时,可用图中的水银压强计。
⑴此压强计的优点是什么?⑵如何读出压强?设 h 1=50cm,h 2=45cm,h 3=60cm,h 4=30cm ,求容器内的压强是多少大气压?解:⑴优点:可以测很高的压强,而压强计的高度不用很大 ⑵设界面处压强由右向左分别为p 0, p 1,p 2,p 3,水和水银的密度分别用ρ,ρ'表示,据压强公式,有:43323221101,',,'gh p p gh p p gh p p gh p p A ρρρρ=-=-=-=-0312*******23423434)(')(''''p h h g h h g p gh gh gh gh p gh gh gh p gh gh p gh p A +++-=++-+=+-+=++=+=∴ρρρρρρρρρρρρ用大气压表示:atm h h h h p A 43.2766050766.134530176766.1313124≈++⨯-+=++⨯-+=11.2.2 A,B 两容器内的压强都很大,现欲测它们之间的压强差,可用图中装置,Δh=50cm ,求A,B 内的压强差是多少厘米水银柱高?这个压强计的优点是什么? 解:由压强公式:11gh p p A ρ=-)(,'2221h h g p p h g p p B +∆=-∆=-ρρ h g h g h h h g p p h g gh p gh p p p B A ∆-∆=∆--+-∆++-+=-ρρρρρρ')()()()(21212211用厘米水银柱高表示:cmHg h h p p B A 3.466.13/50506.13/=-=∆-∆=-也可以忽略管中水的重量,近似认为压强差为50cmHg优点:车高雅差方便,压强计的高度不需太大。
流体力学-笔记参考书籍:《全美经典-流体动力学》《流体力学》张兆顺、崔桂香《流体力学》吴望一《一维不定常流》《流体力学》课件清华大学王亮主讲目录:第一章绪论第二章流体静力学第三章流体运动的数学模型第四章量纲分析和相似性第五章粘性流体和边界层流动第六章不可压缩势流第七章一维可压缩流动第八章二维可压缩流动气体动力学第九章不可压缩湍流流动第十章高超声速边界层流动第十一章磁流体动力学第十二章非牛顿流体第十三章波动和稳定性第一章绪论1、牛顿流体:剪应力和速度梯度之间的关系式称为牛顿关系式,遵守牛顿关系式的流体是牛顿流体。
2、理想流体:无粘流体,流体切应力为零,并且没有湍流?。
此时,流体内部没有内摩擦,也就没有内耗散和损失。
层流:纯粘性流体,流体分层,流速比较小;湍流:随着流速增加,流线摆动,称过渡流,流速再增加,出现漩涡,混合。
因为流速增加导致层流出现不稳定性。
定常流:在空间的任何点,流动中的速度分量和热力学参量都不随时间改变,3、欧拉描述:空间点的坐标;拉格朗日:质点的坐标;4、流体的粘性引起剪切力,进而导致耗散。
5、无黏流体—无摩擦—流动不分离—无尾迹。
流体力学- 16、流体的特性:连续性、易流动性、压缩性D不可压缩流体:0Dtconst是针对流体中的同一质点在不同时刻保持不变,即不可压缩流体的密度在任何时刻都保持不变。
是一个过程方程。
7、流体的几种线流线:是速度场的向量线,是指在欧拉速度场的描述;同一时刻、不同质点连接起来的速度场向量线;dr U x,t dr U 0迹线:流体质点的运动轨迹,是流体质点运动的几何描述;同一质点在不同时刻的位移曲线;涡线:涡量场的向量线,U , dr x,t dr 0涡线的切线和当地的涡量或准刚体角速度重合,所以,涡线是流体微团准刚体转动方向的连线,形象的说:涡线像一根柔性轴把微团穿在一起。
第二章流体静力学1、压强:p limA 0 F dF A dA静止流场中一点的应力状态只有压力。
流体力学张兆顺课后答案【篇一:流体力学知识点大全】书籍:《全美经典-流体动力学》《流体力学》张兆顺、崔桂香《流体力学》吴望一《一维不定常流》《流体力学》课件清华大学王亮主讲目录:第一章绪论第二章流体静力学第三章流体运动的数学模型第四章量纲分析和相似性第五章粘性流体和边界层流动第六章不可压缩势流第七章一维可压缩流动第八章二维可压缩流动气体动力学第九章不可压缩湍流流动第十章高超声速边界层流动第十一章磁流体动力学第十二章非牛顿流体第十三章波动和稳定性第一章绪论1、牛顿流体:剪应力和速度梯度之间的关系式称为牛顿关系式,遵守牛顿关系式的流体是牛顿流体。
2没有内摩擦,也就没有内耗散和损失。
层流:纯粘性流体,流体分层,流速比较小;湍流:随着流速增加,流线摆动,称过渡流,流速再增加,出现漩涡,混合。
因为流速增加导致层流出现不稳定性。
定常流:在空间的任何点,流动中的速度分量和热力学参量都不随时间改变,3、欧拉描述:空间点的坐标;拉格朗日:质点的坐标;4、流体的粘性引起剪切力,进而导致耗散。
5、无黏流体—无摩擦—流动不分离—无尾迹。
6、流体的特性:连续性、易流动性、压缩性不可压缩流体:d??0dtconst是针对流体中的同一质点在不同时刻保持不变,即不可压缩流体的密度在任何时刻都保持不变。
是一个过程方程。
7、流体的几种线流线:是速度场的向量线,是指在欧拉速度场的描述;同一时刻、不同质点连接起来的速度场向量线;dr?u?x,tdr?u?0迹线:流体质点的运动轨迹,是流体质点运动的几何描述;同一质点在不同时刻的位移曲线;涡线:涡量场的向量线,u,dr???x,t??dr???0涡线的切线和当地的涡量或准刚体角速度重合,所以,涡线是流体微团准刚体转动方向的连线,形象的说:涡线像一根柔性轴把微团穿在一起。
第二章流体静力学1、压强:p?lim?fdf??a?0?ada静止流场中一点的应力状态只有压力。
2、流体的平衡状态:1)、流体的每个质点都处于静止状态,==整个系统无加速度;2)、质点相互之间都没有相对运动,==整个系统都可以有加速度;由于流体质点之间都没有相对运动,导致剪应力处处为零,故只有:体积力(重力、磁场力)和表面力(压强和剪切力)存在。
热工基础及流体力学第一章 气体的热力性质(名词解释)1.工质:实现能量传递与转换的媒介物质 。
2.热力学系统:热力学研究时,根据研究问题的需要人为选取一定的工质或空间作为研究对象,称为热力系统,简称热力系或系统。
3. 热力系分类:①封闭热力系(与外界有能量传递,无物质交换的系统。
系统的质量恒定不变)②开口热力系:(与外界有能量、物质交换的系统,系统的质量可变)③绝热热力系(与外界没有热量交换的系统)④孤立热力系:(与外界既无能量(功、热量)交换又无物质交换的系统)4.热力状态:工质在某一瞬间所呈现的全部宏观物理特性,称为热力学状态,简称状态。
5. 状态参数:描述工质热力状态的宏观的物理量叫做热力学状态参数,简称状态参数。
基本状态参数:温度(T )、压力(p )、比体积(v )导出状态参数:热力学能(U )、焓(H )、熵(S )6. 理想气体:是指状态变化完全遵循波义耳-不占体积的质点,分子之间没有相互作用力。
7. 热力学能:指组成物质的微观粒子本身所具有的能量, 即所谓的热能。
包括了:①内动能:分子热运动的动能。
②内位能: 分子之间由于相互作用力而具有的位能。
第二章 热力学基本定律(填空+计算(卡洛循环)+名词解释) 1.准平衡过程:过程中热力系所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的热力过程称为 准平衡过程,或准静态过程 。
2. 可逆过程:如果热力系完成某一热力过程后, 再沿原来路径逆向进行时 , 能使热力系和外界都返回原来状态而不留下任何变化,则这一过程称为 可逆过程。
反之,则称为不可逆过程 。
(可逆过程是一个理想过程,可逆过程的条件:可逆过程= 准平衡过程 + 无耗散效应)。
3.关系:准平衡过程概念只包括热力系内部的状态变化,而可逆过程则是分析热力系与外界所产生的总效果。
可逆过程必然是准平衡过程,而准平衡过程只是可逆过程的条件之一。
4.热力学第一定律:实质就是热力过程中的能量守恒定律。
第十一章流体的测量§11-1 概述流体力学的研究方法有理论分析,实验研究和数值计算三种,他们相辅相成互为补充完善,形成了理论流体力学、实验流体力学和计算流体力学三个重要体系。
在实际流体力学问题中,流动现象极为复杂,即使通过简化,也不一定加以定量的理论分析,甚至与实际结果相差甚远。
应用测试技术和实验方法来解决实际流体力学问题,是实验流体力学所研究的课题。
根据实验结果,建立其物理模型,使理论分析有了可靠的依据。
随着计算机技术和光电技术的不断发展,各种新型的电测手段不断出现,使一些用常规手段难以测量的问题得以实现,提高测量精度,使人们对复杂流动现象的物理本质有了深刻、更真实、更准确的认识,从而推动了流体力学理论的发展。
压强、流速、流量、温度是流体测量中的几个基本参数。
本章就这几个参数的一些基本测量方法作简单介绍。
§11-2 压力的测量一、概述在流体力学实验中,压力是最基本的测量参数。
许多流体参数如流速、流量、流动损失、阻力、升力等的测量,往往可转化为压力测量的问题。
因此,压力测量的精度往往就影响了许多流体动力特征性实验的结果的精确度。
所以,有必要较为深入地研究测量的基本原理,了解各种因素对压力测量精度的影响。
在流体压力测量时,一般常用相对压强表示。
测量压力的系统或装置一般由三部分组成:(1)感压部分:压力感受部分是直接感受流体压力的元件,称为感压器、压力探头或压力探针。
在常规测量中,常用测压孔和各种形状的测压管;在电测或动态测压时,常用各种压力传感器,将所感受的压力变化转化为电信号。
(2)传输部分:利用导管将所感受的压力传到指示器,或者将点信号用导线传送,并对信号进行处理。
(3)指示部分:抱括指示器和记录仪,将传输部分传来的压力或电信号直接指示出来或记录下来。
压力测量装置的选用应根据使用要求,针对具体情况作具体分析,在满足测量要求的情况下,合理地进行种类、型号、量程、精度等级的选择。