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《流体力学复习》PPT课件
μ —动力黏度，简称黏度。单位Pa·s。
ν—运动黏度，m2/s
并不是所有的流体都满足牛顿内摩擦定律，我们所研究的流体仅限于牛 顿流体。
影响黏性的因素 （1）流体黏性随压强的变化而变化。 （2）流体黏性随温度的变化而变化。 液体的黏性随温度升高而减小，气体的黏性随温度升高而增大。
3
三 流体的压缩性和膨胀性 流体与固体相比有较大的压缩性和膨胀性。 1、流体的压缩性
二、方程的物理意义和几何意义 1、物理意义 理想流体的伯努利方程式中各项的物理意义： z，表示单位重量流体所具有的位势能； p/(ρg) ，表示单位重量流体的压强势能，称为单位压能； v2/(2g)：所以该项的物理意义为单位重量流体具有的动能。
位势能、压强势能和动能之和称为机械能。 因此，伯努利方程可叙述为：理想不可压缩流体在重力作用下作定 常流动时，单位重量流体所具有机械能是一常数。
12
二、压强的单位 表2-1 压强的单位及其换算表
标准大气压（atm） 帕（pa） 毫米汞柱 米水柱 工程大气压（at）
1
101325
760
10.3
1at=98kpa
3
13
§ 2-4流体静力学基本方程式的应用
一、测压管
测量原理 在相对压强作用下，液体在玻璃管中上
升高度，大气压强为pa，可得M点的绝对压强为
2、毛细现象 液体在细管中能上升或下降的现象称为毛细现象。
5
6
§ 2-1流体静压强及其特 征
一、流体静压强的定义 在流体内部或流体与固体壁面所存在的单位面积上的法向作用力称为
流体的压强。 二、 流体静压强的基本特性
（1）流体静压强的方向与作用面相垂直，并指向作用面的内法线方向。
流体力学课件(全)
X 1 p 0 x
Y 1 p 0 y
欧拉平衡方程
Z 1 p 0 z
p p( , T )
t
1 V V T p
1 V V p T
p p(V , T )
1 t T p
p
p
1 p T
V
p y = pn pz = pn
px = p y = pz = pn = p
28/34
第二章
流体静力学
§1 静压强及其特性 §2 流体静力学平衡方程 §3 压力测量 §4 作用在平面上的静压力 §5 作用在曲面上的静压力 §6 物体在流体中的潜浮原理
29/34
§2流体静力学平衡方程
通过分析静止流体中流体微团的受力，可以建立 起平衡微分方程式，然后通过积分便可得到各种不同 情况下流体静压力的分布规律。 why 因此，首先要建立起流体平衡微分方程式。 现在讨论在平衡状态下作用在流体上的力应满足 的关系，建立平衡条件下的流体平衡微分方程式。
《流体力学》
汪志明教授
5/24
第一章 流体的流动性质
§1 流体力学的基本概念
§2 流体的连续介质假设 §3 状态方程 §4 传导系数 §5 表面张力与毛细现象
《流体力学》
汪志明教授
6/24
§2 流体的连续介质假设
虽然流体的真实结构是由分子构成，分子间有一定的孔隙，但流 体力学研究的并不是个别分子微观的运动，而是研究大量分子组成的 宏观流体在外力的作用下所引起的机械运动。 因此在流体力学中引入连续介质假设：即认为流体质点是微观上 充分大，宏观上充分小的流体微团，它完全充满所占空间，没有孔隙 存在。这就摆脱了复杂的分子运动，而着眼于宏观机械运动。
Y 1 p 0 y
欧拉平衡方程
Z 1 p 0 z
p p( , T )
t
1 V V T p
1 V V p T
p p(V , T )
1 t T p
p
p
1 p T
V
p y = pn pz = pn
px = p y = pz = pn = p
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第二章
流体静力学
§1 静压强及其特性 §2 流体静力学平衡方程 §3 压力测量 §4 作用在平面上的静压力 §5 作用在曲面上的静压力 §6 物体在流体中的潜浮原理
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§2流体静力学平衡方程
通过分析静止流体中流体微团的受力，可以建立 起平衡微分方程式，然后通过积分便可得到各种不同 情况下流体静压力的分布规律。 why 因此，首先要建立起流体平衡微分方程式。 现在讨论在平衡状态下作用在流体上的力应满足 的关系，建立平衡条件下的流体平衡微分方程式。
《流体力学》
汪志明教授
5/24
第一章 流体的流动性质
§1 流体力学的基本概念
§2 流体的连续介质假设 §3 状态方程 §4 传导系数 §5 表面张力与毛细现象
《流体力学》
汪志明教授
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§2 流体的连续介质假设
虽然流体的真实结构是由分子构成，分子间有一定的孔隙，但流 体力学研究的并不是个别分子微观的运动，而是研究大量分子组成的 宏观流体在外力的作用下所引起的机械运动。 因此在流体力学中引入连续介质假设：即认为流体质点是微观上 充分大，宏观上充分小的流体微团，它完全充满所占空间，没有孔隙 存在。这就摆脱了复杂的分子运动，而着眼于宏观机械运动。
流体力学专题教育课件
§1.1 流体力学及其任务
流体力学旳研究措施
理论措施：根据实际问题建立理论模型，涉及微分体 积法、速度势法、保角变换法等。
数值措施：根据理论分析旳措施建立数学模型，选择 合适旳计算措施，涉及有限差分法、有限元法、特征线法、 边界元法等，利用计算机计算，得出成果。
试验措施：根据模化理论对所研究旳流动进行模拟， 经过观察和测量，取得所需成果，可直接处理工程中复杂 旳问题，并能发觉新旳流动现象。
§1.3 流体旳主要物理性质
dV / V 1 dV
dp
V dp
或
1 d dp
压缩系数旳倒数是体积弹性模量，即：
K 1 V dp dp
dV d
(1- 6) (1- 7) (1- 8)
§1.3 流体旳主要物理性质
液体旳热膨胀性用热膨胀系数来表达，它表达在一 定旳压强下，温度增长1度，密度旳相对减小率。
三种圆板旳衰减时间均相等。库仑得出结论：衰减旳 原因，不是圆板与液体之间旳相互摩擦，而是液体内部旳 摩擦。
§1.3 流体旳主要物理性质
3. 牛顿内摩擦定律
根据牛顿内摩擦定律，流体旳内摩擦力可表达为：
以应力表达
T A du
dy
du
dy
（1- 2） （1- 3）
du/dy为速度在垂直于速度旳方向上旳变化率，也称 为速度梯度 。
§1.3 流体旳主要物理性质
4. 黏性流体和无黏性流体
黏性流体（实际流体）：实际中旳流体都具有黏性， 因为都是由分子构成，都存在分子间旳引力和分子旳热运 动，故都具有黏性。
无黏性流体（理想流体）：假想没有黏性旳流体。
因为实际流体存在黏性使问题旳研究和分析非常复杂， 甚至难以进行，为简化起见，引入理想流体旳概念。某些 黏性流体力学旳问题往往是根据理想流体力学旳理论进行 分析和研究旳。
流体力学基本知识 复习要点.ppt.Convertor
第一章流体力学基本知识物质在自然界中通常按其存在状态的不同分为固体(固相)、液体(液相)和气体(气相)。
液体和气体因具有较大的流动性，被统称为流体，第一节流体的主要物理性质一、流体的密度和容重对于均质流体，单位体积的质量，称为流体的密度，即：ρ=m/V对于均质流体，单位体积的流体所受的重力称为流体的重力密度，简称重度，即：γ=G/V由牛顿第二定律得：G=m g。
因此，γ=G/V=mg/V=ρg流体的密度和重度随其温度和所受压力的变化而变化，在实际工程中，液体的密度和重度随温度和压力的变化而变化的数值不大，可视为一固定值；而气体的密度和重度随温度和压力的变化而变化的数值较大，设计计算中通常不能视为一固定值。
常用流体的密度和重度如下：水在标准大气压，温度为4°C时密度和重度分别为：ρ=1000kg／m3，γ=9.807kN／m3水银在标准大气压，温度为0℃时其密度和重度是水的13.6倍。
干空气在标准大气压，温度为20°C时密度和重度分别为：ρ=1.2kg／m3，γ=11.82N／m3二、流体的粘滞性流体在运动时，由于内摩擦力的作用，使流体具有抵抗相对变形(运动)的性质，称为流体的粘滞性。
对于静止流体，由于各流层间没有相对运动，粘滞性不显示。
流体粘滞性的大小，通常用动力粘滞性系数μ和运动粘滞性系数v来反映，实验证明，水的粘滞性随温度的增高而减小，而空气的粘滞性却随温度的增高而增大。
内摩擦力的大小可用下式表示：T=μAdu/dy式中T一一流体的内摩擦力；μ——流体的动力粘性系数；A——层与层的接触面积；du/dy——流体的速度梯度。
三、流体的压缩性和热胀性流体的压强增大，体积缩小，密度增大的性质，称为流体的压缩性。
流体温度升高，体积增大,密度减小的性质，称为流体的热胀性。
在很多工程技术领域中，可以把液体的压缩性和热胀性忽略不计。
但在研究有压管路中水击现象和热水供热系统时，就要分别考虑水的压缩性和热胀性。
流体力学(共64张PPT)
1) 柏努利方程式说明理想流体在管内做稳定流动，没有
外功参加时，任意截面上单位质量流体的总机械能即动能、
位能、静压能之和为一常数，用E表示。
即：1kg理想流体在各截面上的总机械能相等，但各种形式的机
械能却不一定相等，可以相互转换。
2) 对于实际流体，在管路内流动时，应满足：上游截面处的总机械能大于下游截面
p g 1z12 u 1 g 2W g ep g 2z22 u g 2 2g hf
JJ
kgm/s2
m N
流体输送机械对每牛顿流体所做的功
令
HeW ge,
Hf ghf
p g 1z12 u 1 g 2H ep g 2z22 ug 2 2 H f
静压头
位压头
动压头 泵的扬程（ 有效压头） 总压头
处的总机械能。
22
3)g式中z各、项 的2u 2物、理 意p 义处于g 某Z 个1 截u 2 1 面2上的p 1流 W 体e本 身g Z 所2具u 有2 22 的 能p 量2 ; hf
We和Σhf： 流体流动过程中所获得或消耗的能量〔能量损失〕;
We：输送设备对单位质量流体所做的有效功;
Ne：单位时间输送设备对流体所做的有效功，即有效功率;
u2 2
u22 2
u12 2
p v p 2 v 2 p 1 v 1
Ug Z 2 u2 pQ eW e
——稳定流动过程的总能量衡算式 18
UgZ 2 u2pQ eW e
2、流动系统的机械能衡算式——柏努利方程
1) 流动系统的机械能衡算式〔消去△U和Qe 〕
UQ'e vv12pdv热力学第一定律
26
五、柏努利方程应用
三种衡算基准
流体力学基本知识PPT优秀课件
第一章 流体力学基本知识
第一节 流体的主要物理性质 第二节 流体静压强及其分布规律 第三节 流体运动的基本知识 第四节 流动阻力和水头损失 第五节 孔口、管嘴出流及两相流体简介
2021/6/3
1
第一节 流体的主要物理性质
一、密度和容重 密度：对于均质流体，单位体积的质量称为
流体的密度。 容重：对于均质流体，单位体积的 重量称为
等压面：流体中压强相等的各点所组成 的面为等压面。
2021/6/3
10
压强的度量基准：
（1）绝对压强：是以完全真空为零点计算的 压强，用PA表示。
（2）相对压强：是以大气压强为零点计算的 压强，用P表示。
相对压强与绝对压强的关系为： P=PA-Pa (1-9)
2021/6/3
11
第三节 流体运动的基本知识
水力学基本方程式。式中γ和p0都是常数。
方程表示静水压强与水深成正比的直线分布 规律。方程式还表明，作用于液面上的表面 压强p0是等值地传递到静止液体中每一点上。 方程也适用于静止气体压强的计算，只是式 中的气体容重很小，因此，在高差h不大的 情况下，可忽略项，则p=p0。例如研究气 体作用在锅炉壁上的静压强时，可以认为气 体空间各点的静压强相等。
表面压强为： p=△p/△ω (1-6)
点压强为： lim p=dp/dω ( Pa) 点压强就是静压强
2021/6/3
7
流体静压强的两个特征：
（1）流体静压强的方向必定沿着作用面的 内法线方向。
（2）任意点的流体静压强只有一个值，它 不因作用面方位的改变而改变。
2021/6/3
8
二、流体静压强的分布规律
一、流体运动的基本概念
（一）压力流与无压流 1.压力流：流体在压差作用下流动时，流体 整个周围都和固体壁相接触，没有自由表 面。 2.无压流：液体在重力作用下流动时，液体 的部分周界与固体壁相接触，部分周界与 气体接触，形成自由表面。
第一节 流体的主要物理性质 第二节 流体静压强及其分布规律 第三节 流体运动的基本知识 第四节 流动阻力和水头损失 第五节 孔口、管嘴出流及两相流体简介
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第一节 流体的主要物理性质
一、密度和容重 密度：对于均质流体，单位体积的质量称为
流体的密度。 容重：对于均质流体，单位体积的 重量称为
等压面：流体中压强相等的各点所组成 的面为等压面。
2021/6/3
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压强的度量基准：
（1）绝对压强：是以完全真空为零点计算的 压强，用PA表示。
（2）相对压强：是以大气压强为零点计算的 压强，用P表示。
相对压强与绝对压强的关系为： P=PA-Pa (1-9)
2021/6/3
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第三节 流体运动的基本知识
水力学基本方程式。式中γ和p0都是常数。
方程表示静水压强与水深成正比的直线分布 规律。方程式还表明，作用于液面上的表面 压强p0是等值地传递到静止液体中每一点上。 方程也适用于静止气体压强的计算，只是式 中的气体容重很小，因此，在高差h不大的 情况下，可忽略项，则p=p0。例如研究气 体作用在锅炉壁上的静压强时，可以认为气 体空间各点的静压强相等。
表面压强为： p=△p/△ω (1-6)
点压强为： lim p=dp/dω ( Pa) 点压强就是静压强
2021/6/3
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流体静压强的两个特征：
（1）流体静压强的方向必定沿着作用面的 内法线方向。
（2）任意点的流体静压强只有一个值，它 不因作用面方位的改变而改变。
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二、流体静压强的分布规律
一、流体运动的基本概念
（一）压力流与无压流 1.压力流：流体在压差作用下流动时，流体 整个周围都和固体壁相接触，没有自由表 面。 2.无压流：液体在重力作用下流动时，液体 的部分周界与固体壁相接触，部分周界与 气体接触，形成自由表面。
流体力学(基本概念总复习)课件
23
3、相似准则数均为有量纲数。 （× ）
解：相似准则数均为无量纲数。
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24
4、雷诺准则一般用于明渠流动的问题，而弗劳
德准则则通常用于有压管流问题。（× ）
解：雷诺准则一般用于有压管流的问题，而弗劳 德准则则通常用于明渠流l 动问题。
5、当原型与模型同时保证重力和黏性力相似
时，若采用同一流体进行实验，则长度尺寸
不计。 （×）
解：短管与长管之分主要取决于沿程水头损失和 局部水头损失在总水头损失中所占的比重。通常 长管可以忽略局部水头损失，甚至流速水头也可 以忽略不计，而短管的沿程水头损失和局部水头 损失比重相当，在计算总水头损失时，二者都要 计入。
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37
4、串联管路的总水头损失等于个支路的水头 损失，各支路的水头损失相等，而并联管路的
为 l 1 。 （ √）
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25
6、当原型与模型同时保证重离和黏性力相 似时，若采用不同流体进行实验，则长度比
尺和运动黏度比尺的关系为 l 1 ( × )
解：当原型与模型同时保证重力和黏性力相
似时，若采用不同流体进行实验，则长度比
尺和运动黏度比尺的关系为
2
l
3 v
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4
4、气体的粘度随温度的增加而减小，而 液体的粘度却随着温度的增加而增加。
（× ）
气体的粘度随温度的升高而增加，而液 体的粘度却随着温度的升高而减小。
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5
4、气体的粘度随温度的增加而减小，而 液体的黏度却随着温度的增加而增加。
（×）
气体的粘度随温度的升高而增加，而液 体的黏度却随着温度的升高而减小。
流体力学总结复习-精选.ppt
流体力学主线
微单元分析法：第2、3、4、8、10章 运动微分方程 静力学平衡微分方程p15.（2-1） 理想流体运动微分方程p70.（4-2） 粘性流体运动微分方程p165.（8-12） 伯努力方程 静力学基本方程p17.（2-8） 理想流体p74.（4-14） 粘性流体p187.（10-1）
1
第一章：绪论
17
第四章：理想流体动力学
2．拉格郎日积分式 它是欧拉运动微分方程在特殊情况下的一个解，前 提是： （1）理想不可压缩流体， （2）质量力有势 （3）无旋运பைடு நூலகம்。
其中常数c在全流场任意点上不变。
18
第四章：理想流体动力学
3. 伯努利积分式 伯努利积分式是欧拉运动微分方程的又一个特殊情 况下的解，前提与拉格朗日积分有所不同： （1）理想不可压缩流体 （2）质量力有势 （3）定常流动 （4）积分路径是沿流线的 其中常数cl指沿一条流线不变。不同流线，常数cl取 值不同。
13
第三章：流体运动学
4．流体微团的运动 流体微团运动分三种形态： 平移——流体象刚体一样平移。 变形——线变形即应变率，角变形即剪切应变率。 旋转——流体微团的对角线绕流体微团上某一轴旋 转，由旋转角速度矢ω度量。计算式见教材（3-34）
14
第三章：流体运动学
15
第三章：流体运动学
16
第四章：理想流体动力学
20
第四章：理想流体动力学
伯努利方程应用中应注意的问题： 1）应满足伯努利方程推导中提出的条件，即理想， 不可压缩，仅有重力作用的流体做定常流动， 2）常数沿一条流线不变，不同流线取值各异。 3）针对一条流线上的1，2两点，方程可写为
4）方程两边的压力p1, p 2可以是相对压力，也可以 是绝对压力，但方程两边必须一致。
微单元分析法：第2、3、4、8、10章 运动微分方程 静力学平衡微分方程p15.（2-1） 理想流体运动微分方程p70.（4-2） 粘性流体运动微分方程p165.（8-12） 伯努力方程 静力学基本方程p17.（2-8） 理想流体p74.（4-14） 粘性流体p187.（10-1）
1
第一章：绪论
17
第四章：理想流体动力学
2．拉格郎日积分式 它是欧拉运动微分方程在特殊情况下的一个解，前 提是： （1）理想不可压缩流体， （2）质量力有势 （3）无旋运பைடு நூலகம்。
其中常数c在全流场任意点上不变。
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第四章：理想流体动力学
3. 伯努利积分式 伯努利积分式是欧拉运动微分方程的又一个特殊情 况下的解，前提与拉格朗日积分有所不同： （1）理想不可压缩流体 （2）质量力有势 （3）定常流动 （4）积分路径是沿流线的 其中常数cl指沿一条流线不变。不同流线，常数cl取 值不同。
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第三章：流体运动学
4．流体微团的运动 流体微团运动分三种形态： 平移——流体象刚体一样平移。 变形——线变形即应变率，角变形即剪切应变率。 旋转——流体微团的对角线绕流体微团上某一轴旋 转，由旋转角速度矢ω度量。计算式见教材（3-34）
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第三章：流体运动学
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第三章：流体运动学
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第四章：理想流体动力学
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第四章：理想流体动力学
伯努利方程应用中应注意的问题： 1）应满足伯努利方程推导中提出的条件，即理想， 不可压缩，仅有重力作用的流体做定常流动， 2）常数沿一条流线不变，不同流线取值各异。 3）针对一条流线上的1，2两点，方程可写为
4）方程两边的压力p1, p 2可以是相对压力，也可以 是绝对压力，但方程两边必须一致。
第1章流体力学基本知识-PPT精品
ρ1u1dω1dt＝ρ2u2dω2dt 或 ρ1u1dω1＝ρ2u2dω2
从元流推广到总流，得：
1u1d1 2u2d2
1
2
由于过流断面上密度ρ为常数，以
带入上式，得：
ρ1Q1 ＝ρ2 Q2 Q＝ωv
ρ1ω1v 1＝ρ2ω2v 2
（1－11） （1－11a）
单位时间内通过过流断面dω的液体体积为 udω ＝dQ
4.流量：单位时间内通过某一过流断面的流体 体积。一般流量指的是体积流量，单位是 m3/s或L/s。
5.断面平均流速：断面上各点流速的平均值。 通过过流断面的流量为
Qvud
断面平均流速为：
v
ud
Q
建筑设备工程
第一章 流体力学基本知识 第1节 流体的主要物理性质 第2节 流体静压强及其分布规律 第3节 流体运动的基本知识 第4节 流动阻力和水头损失 第5节 孔口、管嘴出流及两相流体简介
本章介绍流体静力学，流体动力学，流体运动 的基本知识，流体阻力和能量损失，通过本章 的学习可以对流体力学有一个大概的了解，但 讲到的内容是很基础的。
确定流体等压面的方法，有三个条件：
必须在静止状态；在同一种流体中； 而且为连续液体。
2.分析静止液体中压强分布：
静止液体中压强分布
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 上表面压力
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 下底面的静水压力
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 柱体重力
静压。 rv2/2g－－工程上称动压。
p12vg12 p22vg22h12
p ＋ rv2/2g－－过流断面的静压与动 压之和，工程上称全压。
从元流推广到总流，得：
1u1d1 2u2d2
1
2
由于过流断面上密度ρ为常数，以
带入上式，得：
ρ1Q1 ＝ρ2 Q2 Q＝ωv
ρ1ω1v 1＝ρ2ω2v 2
（1－11） （1－11a）
单位时间内通过过流断面dω的液体体积为 udω ＝dQ
4.流量：单位时间内通过某一过流断面的流体 体积。一般流量指的是体积流量，单位是 m3/s或L/s。
5.断面平均流速：断面上各点流速的平均值。 通过过流断面的流量为
Qvud
断面平均流速为：
v
ud
Q
建筑设备工程
第一章 流体力学基本知识 第1节 流体的主要物理性质 第2节 流体静压强及其分布规律 第3节 流体运动的基本知识 第4节 流动阻力和水头损失 第5节 孔口、管嘴出流及两相流体简介
本章介绍流体静力学，流体动力学，流体运动 的基本知识，流体阻力和能量损失，通过本章 的学习可以对流体力学有一个大概的了解，但 讲到的内容是很基础的。
确定流体等压面的方法，有三个条件：
必须在静止状态；在同一种流体中； 而且为连续液体。
2.分析静止液体中压强分布：
静止液体中压强分布
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 上表面压力
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 下底面的静水压力
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 柱体重力
静压。 rv2/2g－－工程上称动压。
p12vg12 p22vg22h12
p ＋ rv2/2g－－过流断面的静压与动 压之和，工程上称全压。
流体力学复习课件
当温度升高时：
气体的粘性增大， 对于气体，形 成粘性的主要 因素是分子的 热运动 液体的粘性减小。
对于液体，形 成粘性的主要 因素是分子间 的引力
§1.4
例题1
流体的主要物理性质
如图所示，转轴直径d=0.36m，轴承长度l=1m，轴与轴承之间的间隙 =0.2mm，其中充满动力粘度=0.72Pa· s的油，如果轴的转速n=200 r/min，求克服油的粘性阻力所消耗的功率。
d x dy k
n
式中，为流体的表观粘度，k为常数，n为指数。 A：理想流体，如水和空气
d x dy
D
A
B：理想塑性体，如牙膏
C：拟塑性体，如粘土浆和纸浆 D：胀流型流体，如面糊
o
C
B
0
τ
§1.5
作用在流体上的力
为了研究流场中流体平衡和运动的规律，必须分析作用在流体上 的力。作用在流体上的力按其性质（作用方式）的不同，可分为： 表面力：流体分离体以外的物体作用在分离体上的力 质量力：某种力场作用在全部质点上的力
牛顿粘性应力公式用流体微团的角 变形速度可表示为：
xt
y
d dt
各流层间的切向应力和流 体微团的角变形速度成正 比
在流体力学中还常遇到动力粘度与密度的比值，即运动粘度，单位 为m2/s
§1.4
流体粘性的形成因素
流体的主要物理性质
通常情况下形成流体粘性的因素有两个方面：一是流体 分子间的引力在流体微团相对运动时形成的粘性；二是流体 分子的热运动在不同流速流层间的动量交换所形成的粘性。
流体具有可压缩性；液体可压缩性小，水受压从1个大气压增加至100 个大气压时，体积仅减小0.5%；气体可压缩性大；
第一章 流体力学基础ppt课件(共105张PPT)
原
力〔垂直于作用面，记为 ii〕和两个切向 应力〔又称为剪应力，平行于作用面，记为
理
ij，i j），例如图中与z轴垂直的面上受
到的应力为 zz〔法向）、 zx和 zy〔切
电 向），它们的矢量和为：
子
课
件 τ zzix zjy zkz
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主题
西
1.1 概述
安
交 • 3 作用在流体上的力
大 化
子 课 件
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主题
西
1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用
安
交
大 思索：若U形压差计安装在倾斜管路中，此时读数 R反
化 映了什么？
工 原
理 p1p2
p2
p1 z2
电 子
(0)gR(z2z1)g z1
课
R
件
A A’
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主题
西 1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用
安
交 大
•
2．压差计
化 • （2〕双液柱压差计
p1
p2
工•
原•
理
电•
子•
课
件
又称微差压差计适用于压差较小的场合。
z1
1
z1
密度接近但不互溶的两种指示
液1和2 ， 1略小于 2 ；
R
扩p 大1 室p 内2 径与2 U 管1 内g 径之R 比应大于10 。 2
图 1-8 双 液 柱 压 差 计
返回
安
交 大
•
1．压力计
化 • （2〕U形压力计
pa
工 • 设U形管中指示液液面高度差为RA，1 指• 示液
流体力学课件(基本概念总复习)
36上午12时12分13 秒
（1）管嘴长度 l (3 ~ 4)d
；
（2）作用水头 H0 9m 。（ × ）
解：圆柱形管嘴正常工作的条件是：
（1）管嘴长度
；
（2）作用水头 H0 9m 。
退出
37上午12时12分13 秒
37
3、短管与长管之分主要取决于沿程水头损失 和局部水头损失，甚至流速水头也可以忽略
6、对于环状管网中任意闭合的环路，其水头
损失和流量均等于零。（×）
解：对于环状管网中任意闭合的环路，其水头 损失等于零。
退出
40上午12时12分13 秒
40
7、水击压强的计算必须考虑水的压缩性，
但管路的变形一般可忽略不计。（ × ）
解：水击压强的计算必须考虑水的压缩性和 管路的变形。
退出
41上午12时12分13 秒
退出
断面平均流速V1仅为轴心速度的四分之一左右;
52上午12时12分13 秒
52
断面质量平均流速V2约为轴心速度的二分之一。
质量平均流速v2：以质量平均流速乘以质量即得真实动 量。v2能恰当地反映被使用区的速度。
总水头损失等于个支路的水头损失之和。（×）
解：串联管路的总水头损失等于个支路的水头 损失之和，而并联管路的总水头损失等于各个 支路的水头损失，各支路的水头损失相等。
退出
39上午12时12分13 秒
39
5、为保证供水的可靠性，城市供水、供气系
统一般应设计成树状管网。（×）
解：为保证供水的可靠性，城市供水、供气系 统一般应设计成环状管网。
( )×
静止液体作用在任意平面上的总压力大小等于其 受压面形心处的压强与受压面面积的乘积。
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工程流体力学
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2020年2月10日星期一
工程流体力学
考核形式：闭卷考试（满分100分）
试题类型
➢ 填空题 ➢日，15︰00～17︰00 考试地点：13号楼报告厅
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性质 ➢ 掌握运用流量公式分析一维管路流动
13
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第十章 膨胀波和激波
➢ 了解气流绕无限小外转角及绕外钝角流动特点 ➢ 掌握气流经膨胀波后气流参数的变化规律 ➢ 掌握膨胀波和激波的形成条件（几何的、气动的） ➢ 了解膨胀波的计算方法及气动函数表的使用 ➢ 掌握激波的分类方法及主要类型
➢ 了解流体微团的运动形式，无旋运动及条件 ➢ 了解雷诺输运定理及其物理含义
6
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第三章 流体动力学基础（续）
➢ 掌握积分形式的连续方程及其计算方法 ➢ 熟悉积分形式的动量方程及其计算方法 ➢ 了解欧拉运动方程及NS方程及其相互关系 ➢ 熟悉理想流体及实际流体的伯努利方程、物理意
➢ 了解附面层的形成、发展过程，附面层的结构 ➢ 了解附面层厚度的定义及计算方法，形状因子的
定义及分离判别依据 ➢ 简单了解附面层分离的原因，速度分布特点，分
离控制方法
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第九章 气体动力学基础
➢ 了解声速概念及声速公式 ➢ 掌握马赫数的定义、公式及物理含义 ➢ 掌握微弱扰动在气流中的传播规律，马赫锥、马
14
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第十章 膨胀波和激波
➢ 掌握正激波的特征及激波前后气流参数的变化规 律
➢ 了解超声速气流中皮托管的测速原理 ➢ 掌握斜激波的形成条件及各参数的影响（Ma数、
气流转折角度、激波角度等等） ➢ 掌握斜激波与正激波的关系及斜激波前后气流参
数的变化规律
第一章 流体的性质
➢ 了解流动的连续性假设 ➢ 了解流体的压缩型和膨胀性的概念，压缩系数和
膨胀系数 ➢ 掌握流体粘性的概念、物理本质、表现方式等 ➢ 掌握牛顿内摩擦定律、物理意义及计算、粘性系
数的概念、牛顿流体与牛顿流体 ➢ 了解理想流体和实际流体，固壁无滑移条件
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赫波、马赫角及其求法、超声速气流与亚声速气 流的特征异同点 ➢ 了解滞止参数的概念、总静参数间的关系 ➢ 了解极限速度和临界参数的定义，声速和临界声 速的异同
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第九章 气体动力学基础（续）
➢ 了解速度系数的概念、速度系数与马赫数间的关 系
➢ 了解三个气动函数及其随来流马赫数的变化趋势 ➢ 掌握流量函数的概念及性质；熟悉流量公式及其
工程流体力学
第二章 流体静力学
➢ 了解流体的作用力及其性质 ➢ 了解流体的静压强及其特性 ➢ 掌握欧拉平衡方程式、势函数 ➢ 掌握等压面的概念及其特性 ➢ 掌握重力作用下的流体内部压强及其特性
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第二章 流体静力学（续）
➢ 熟悉流体对平面/曲面固壁的作用力的计算方法 ➢ 了解流体的相对平衡，掌握简单的计算方法 ➢ 简单了解表面张力、弯曲压强、毛细现象 ➢ 了解大气压强、绝对压强、相对压强和真空度的
Nu等 ➢ 了解近似相似的简单计算方法
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第五章 流动损失与管路计算
➢ 了解流动状态及判定方法、层流与湍流的区别及 物理本质
➢ 熟悉流动损失的分类及计算方法 ➢ 掌握圆管层流速度分布规律及沿程损失计算 ➢ 了解圆管湍流速度分布规律、沿程损失系数的确
定方法及原因，沿程损失计算 ➢ 了解局部损失的原因及简单计算方法 ➢ 掌握不同形式的管路计算方法
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第十一章 一维定常管流（续）
➢ 掌握拉瓦尔喷管的面积比公式 ➢ 掌握压比对拉瓦尔喷管流动的影响规律及喷管的
流动状态 设计状态 非设计状态
➢ 拉瓦尔喷管状态的判定方法
17
义、成立条件及其应用计算 ➢ 了解缓变流的概念及其性质 ➢ 掌握皮托测速管、孔板流量计、文特利流量计、
虹吸管的工作原理
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第四章 相似原理
➢ 了解模型实验方法及其与相似原理的关系 ➢ 了解相似现象及相似条件 ➢ 了解相似三定理 ➢ 了解两种相似准则的确定方法，相似准则的性质 ➢ 掌握典型相似准则的物理含义，Re，St，Fr，Eu，
15
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第十一章 一维定常管流
➢ 掌握管道截面变化对气流参数的影响规律 ➢ 掌握喷管和扩压器的定义及面积变化规律 ➢ 了解收缩喷管流动特征、出口速度公式、临界压
比的定义、最大流量状态及壅塞状态 ➢ 掌握收缩喷管的三种流动状态：亚临界流动状态、
临界流动状态、超临界流动状态的流动特征 ➢ 掌握收缩喷管流动状态的判定方法
概念及其相互关系，了解流体静压强的测量方法 及简单的测压计测压原理
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第三章 流体动力学基础
➢ 了解描述流体运动的一些基本概念，如体系、控 制体、控制面、特性场等；了解研究流体运动的 两种方法及其区别；随流导数的概念，稳定流动 与不稳定流动等
➢ 了解迹线和流线的概念及其性质；了解流管、流 速及流量的概念等
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第六章 不可压平面势流
➢ 掌握流函数和势函数的定义、性质及存在条件 ➢ 了解流函数方程和势函数方程及其性质 ➢ 了解等势函数线和等流函数线的性质 ➢ 简单了解典型平面势流及平面势流叠加原理
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第七章 附面层理论基础
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➢ 填空题 ➢日，15︰00～17︰00 考试地点：13号楼报告厅
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性质 ➢ 掌握运用流量公式分析一维管路流动
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第十章 膨胀波和激波
➢ 了解气流绕无限小外转角及绕外钝角流动特点 ➢ 掌握气流经膨胀波后气流参数的变化规律 ➢ 掌握膨胀波和激波的形成条件（几何的、气动的） ➢ 了解膨胀波的计算方法及气动函数表的使用 ➢ 掌握激波的分类方法及主要类型
➢ 了解流体微团的运动形式，无旋运动及条件 ➢ 了解雷诺输运定理及其物理含义
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第三章 流体动力学基础（续）
➢ 掌握积分形式的连续方程及其计算方法 ➢ 熟悉积分形式的动量方程及其计算方法 ➢ 了解欧拉运动方程及NS方程及其相互关系 ➢ 熟悉理想流体及实际流体的伯努利方程、物理意
➢ 了解附面层的形成、发展过程，附面层的结构 ➢ 了解附面层厚度的定义及计算方法，形状因子的
定义及分离判别依据 ➢ 简单了解附面层分离的原因，速度分布特点，分
离控制方法
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第九章 气体动力学基础
➢ 了解声速概念及声速公式 ➢ 掌握马赫数的定义、公式及物理含义 ➢ 掌握微弱扰动在气流中的传播规律，马赫锥、马
14
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第十章 膨胀波和激波
➢ 掌握正激波的特征及激波前后气流参数的变化规 律
➢ 了解超声速气流中皮托管的测速原理 ➢ 掌握斜激波的形成条件及各参数的影响（Ma数、
气流转折角度、激波角度等等） ➢ 掌握斜激波与正激波的关系及斜激波前后气流参
数的变化规律
第一章 流体的性质
➢ 了解流动的连续性假设 ➢ 了解流体的压缩型和膨胀性的概念，压缩系数和
膨胀系数 ➢ 掌握流体粘性的概念、物理本质、表现方式等 ➢ 掌握牛顿内摩擦定律、物理意义及计算、粘性系
数的概念、牛顿流体与牛顿流体 ➢ 了解理想流体和实际流体，固壁无滑移条件
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赫波、马赫角及其求法、超声速气流与亚声速气 流的特征异同点 ➢ 了解滞止参数的概念、总静参数间的关系 ➢ 了解极限速度和临界参数的定义，声速和临界声 速的异同
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第九章 气体动力学基础（续）
➢ 了解速度系数的概念、速度系数与马赫数间的关 系
➢ 了解三个气动函数及其随来流马赫数的变化趋势 ➢ 掌握流量函数的概念及性质；熟悉流量公式及其
工程流体力学
第二章 流体静力学
➢ 了解流体的作用力及其性质 ➢ 了解流体的静压强及其特性 ➢ 掌握欧拉平衡方程式、势函数 ➢ 掌握等压面的概念及其特性 ➢ 掌握重力作用下的流体内部压强及其特性
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第二章 流体静力学（续）
➢ 熟悉流体对平面/曲面固壁的作用力的计算方法 ➢ 了解流体的相对平衡，掌握简单的计算方法 ➢ 简单了解表面张力、弯曲压强、毛细现象 ➢ 了解大气压强、绝对压强、相对压强和真空度的
Nu等 ➢ 了解近似相似的简单计算方法
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第五章 流动损失与管路计算
➢ 了解流动状态及判定方法、层流与湍流的区别及 物理本质
➢ 熟悉流动损失的分类及计算方法 ➢ 掌握圆管层流速度分布规律及沿程损失计算 ➢ 了解圆管湍流速度分布规律、沿程损失系数的确
定方法及原因，沿程损失计算 ➢ 了解局部损失的原因及简单计算方法 ➢ 掌握不同形式的管路计算方法
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第十一章 一维定常管流（续）
➢ 掌握拉瓦尔喷管的面积比公式 ➢ 掌握压比对拉瓦尔喷管流动的影响规律及喷管的
流动状态 设计状态 非设计状态
➢ 拉瓦尔喷管状态的判定方法
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虹吸管的工作原理
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第四章 相似原理
➢ 了解模型实验方法及其与相似原理的关系 ➢ 了解相似现象及相似条件 ➢ 了解相似三定理 ➢ 了解两种相似准则的确定方法，相似准则的性质 ➢ 掌握典型相似准则的物理含义，Re，St，Fr，Eu，
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第十一章 一维定常管流
➢ 掌握管道截面变化对气流参数的影响规律 ➢ 掌握喷管和扩压器的定义及面积变化规律 ➢ 了解收缩喷管流动特征、出口速度公式、临界压
比的定义、最大流量状态及壅塞状态 ➢ 掌握收缩喷管的三种流动状态：亚临界流动状态、
临界流动状态、超临界流动状态的流动特征 ➢ 掌握收缩喷管流动状态的判定方法
概念及其相互关系，了解流体静压强的测量方法 及简单的测压计测压原理
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第三章 流体动力学基础
➢ 了解描述流体运动的一些基本概念，如体系、控 制体、控制面、特性场等；了解研究流体运动的 两种方法及其区别；随流导数的概念，稳定流动 与不稳定流动等
➢ 了解迹线和流线的概念及其性质；了解流管、流 速及流量的概念等
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第六章 不可压平面势流
➢ 掌握流函数和势函数的定义、性质及存在条件 ➢ 了解流函数方程和势函数方程及其性质 ➢ 了解等势函数线和等流函数线的性质 ➢ 简单了解典型平面势流及平面势流叠加原理
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第七章 附面层理论基础