流体力学复习要点
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课程流体力学复习资料一、是非题1、在连续介质假设的条件下,液体中各种物理量的变化是连续的。
(正确)2、管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。
(错误)3、均匀缓流只能在缓坡上发生,均匀急流只能在陡坡上发生。
(错误)4、其他条件相同时,实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。
(正确)5、区分实用堰和宽顶堰,只需关注堰壁厚度δ。
(正确)6、流网存在的充分必要条件是恒定渗流。
(错误)7、牛顿内摩擦定律仅适用于管道中层流情况。
(正确)8、在有压长管道中,水头损失被认为是全部消耗在沿程水头损失上。
(正确)9、在串联长管道中,各管段的水头损失可能相等,也可能不相等。
(正确)10、紊流实际上是一种非恒定流现象。
(正确)二、单项选择题1、静止液体中同一点各方向的压强()A.数值相等B.数值不等C.仅水平方向数值相等D.铅直方向数值最大2、亚声速流动,是指 __________时的流动。
()A.等于1 B.等于临界马赫数C.大于1 D.小于13.在研究流体运动时,按照是否考虑流体的粘性,可将流体分为。
A.牛顿流体及非牛顿流体;B.可压缩流体与不可压缩流体;C.均质流体与非均质流体;D.理想流体与实际流体4.混合气体的密度可按照各种气体_____________的百分比数来计算。
()A.总体积 B.总质量C.总比容 D.总压强在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二),当箱顶部压强$Po_1 1$个大气压时,两测压计水银柱高之差$\Delta h_1=h_1-h_2=760mm$ (Hg)。
如果顶部再压入一部分空气,使$Po_2=2$个大气压时。
则$\Delta h_2$应为多少?解答过程:已知:$Po_1=1$,$h_1-h_2=760$,$Po_2=2$要求:$\Delta h_2$根据理想气体状态方程,$PV=nRT$,其中P为压强,V为体积,n为摩尔数,R为气体常数,T为绝对温度。
流体力学知识点大全流体力学是研究流体运动规律的一门学科,涉及流体的力学性质、流体力学方程、流体的温度、压力、速度分布等等。
以下是流体力学的一些主要知识点:1.流体的性质和分类:流体包括液体和气体两种状态,液体具有固定体积,气体具有可压缩性。
液体和气体都具有易于流动的特点。
2.流体力学基本方程:流体力学基本方程包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
质量守恒方程描述了流体质量的守恒,动量守恒方程描述了流体动量的守恒,能量守恒方程描述了流体能量的守恒。
3.流体的运动描述:流体的运动可以通过速度场描述,速度场是空间中每一点上的速度矢量的函数。
速度矢量的大小和方向决定了流体中每一点的速度和运动方向。
4. 流体静力学:流体静力学研究的是处于静止状态的流体,通过压力分布可以确定流体的力学性质。
压力是流体作用在单位面积上的力,根据Pascal定律,压力在流体中均匀传播。
5.流体动力学:流体动力学研究的是流体的运动,通过速度场和压力分布可以确定流体的速度和运动方向。
流体动力学包括流体的运动方程、速度场描述和流动量的计算等。
6.流体的定常流和非定常流:流体的定常流指的是流体的运动状态随时间不变,速度场和压力分布在任意时刻均保持不变。
而非定常流则是指流体的运动状态随时间变化,速度场和压力分布在不同的时刻会有所改变。
7.流体的层流和湍流:流体的层流是指在流体中存在着明确的层次结构,流体颗粒沿着规则的路径流动。
而湍流则是指流体中存在着随机不规则的流动,流体颗粒方向和速度难以预测。
8.流体的黏性:流体的黏性是指流体内部存在摩擦力,影响流体的流动性质。
流体的黏度越大,流体粘性越大,流动越缓慢。
黏性对于流体的层流和湍流特性有重要影响。
9.流体的雷诺数:雷诺数是用于描述流体运动是否属于层流还是湍流的参数。
当雷诺数小于临界值时,流体运动属于层流;当雷诺数大于临界值时,流体运动为湍流。
10.流体的边界层:边界层是指在流体靠近固体表面的地方,速度和压力的变化比较大的区域。
流体力学知识点总结 第一章 绪论1 液体和气体统称为流体,流体的基本特性是具有流动性,只要剪应力存在流动就持续进行,流体在静止时不能承受剪应力。
2 流体连续介质假设:把流体当做是由密集质点构成的,内部无空隙的连续体来研究。
3 流体力学的研究方法:理论、数值、实验。
4 作用于流体上面的力(1)表面力:通过直接接触,作用于所取流体表面的力。
作用于A 上的平均压应力作用于A 上的平均剪应力应力法向应力切向应力(2)质量力:作用在所取流体体积内每个质点上的力,力的大小与流体的质量成比例。
(常见的质量力:重力、惯性力、非惯性力、离心力)单位为5 流体的主要物理性质 (1) 惯性:物体保持原有运动状态的性质。
质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。
常见的密度(在一个标准大气压下): 4℃时的水20℃时的空气(2) 粘性ΔFΔPΔTAΔAVτ法向应力周围流体作用的表面力切向应力A P p ∆∆=A T ∆∆=τAF A ∆∆=→∆lim 0δAPp A A ∆∆=→∆lim 0为A 点压应力,即A 点的压强 ATA ∆∆=→∆lim 0τ 为A 点的剪应力应力的单位是帕斯卡(pa ),1pa=1N/㎡,表面力具有传递性。
B Ff m =2m s 3/1000mkg =ρ3/2.1mkg =ρ牛顿内摩擦定律: 流体运动时,相邻流层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。
即以应力表示τ—粘性切应力,是单位面积上的内摩擦力。
由图可知—— 速度梯度,剪切应变率(剪切变形速度) 粘度μ是比例系数,称为动力黏度,单位“pa ·s ”。
动力黏度是流体黏性大小的度量,μ值越大,流体越粘,流动性越差。
运动粘度 单位:m2/s 同加速度的单位说明:1)气体的粘度不受压强影响,液体的粘度受压强影响也很小。
2)液体 T ↑ μ↓ 气体 T ↑ μ↑ 无黏性流体无粘性流体,是指无粘性即μ=0的液体。
无粘性液体实际上是不存在的,它只是一种对物性简化的力学模型。
第一章流体及流场的基本特性1、流体定义——受任何微小剪切力作用都会连续变形的物质。
2、流体的特性——流动性、连续性3、流体的主要物理性质【惯性:密度(单位体积流体内所具有的质量)、比容(单位质量的流体所占有的体积)、重度(单位体积的流体所具有的重量)、关系(流体的密度与比体积之间互为倒数)、密度影响因素(流体种类、温度、压力)】【压缩性(流体的体积随压力增大而缩小的性质)、膨胀性(流体的体积随温度升高而增大的性质)、不可压缩流体(当压力与温度变化时,体积变化不大,密度可以看作是常数的流体)】【粘性定义(流体流动时在流体层与层之间产生内摩擦力的特性)、影响因素(流体的种类、温度、压力)、粘度(动力黏度,运动黏度)、理想流体粘性】(理想流体——假想的没有黏性的流体、实际流体——自然界中存在的具有黏性的流体)(表面张力——液体自由表面存在的力、毛细现象——表面张力可以引起相当显著的液面上升或下降,形成上凸或下凹的曲面)4、水力要素(有效截面面积、湿周——有效截面上液体与固体壁接触线的长度、水力半径——有效截面面积与断面湿周的比值、当量直径——在非圆形的有效截面中,水力半径的四倍)(工程圆管——原因:1.在有效截面面积相等的条件下,湿周愈小,流体与管壁的接触线长度愈小,所引起的流动阻力损失也愈小。
2.节省材料.)5、运动要素(动压力——作用在运动液体内部单位面积上的压力、流速——该质点在空间中移动的速度、流量——单位时间内通过有效截面的流体数量、平均流速——假设在有效截面上的各点均以相同的假象速度流过时,通过的流量与实际力量相等,那么这个假想的流速为平均流速.)第二章流体静力学1、作用在流体上的力表面力:作用在流体表面上的力,与面积成正比。
(包括:压力、内摩擦力)质量力:作用在流体质点上的力,与质量成正比。
(包括:重力、惯性力、离心力)2、静压力概念:静压力(作用在质点上,流体力学)平均静压力(作用在面上,物理学)3、静压力特性:①静压力方向总是垂直并且指向作用面。
流体力学知识点总结一、流体的物理性质流体区别于固体的主要特征是其具有流动性,即流体在静止时不能承受切向应力。
流体的物理性质包括密度、重度、比容、压缩性和膨胀性等。
密度是指单位体积流体所具有的质量,用符号ρ表示,单位为kg/m³。
重度则是单位体积流体所受的重力,用γ表示,单位为 N/m³,且γ =ρg(g 为重力加速度)。
比容是密度的倒数,它表示单位质量流体所占有的体积。
流体的压缩性是指在温度不变的情况下,流体的体积随压强的变化而变化的性质。
通常用体积压缩系数β来表示,其定义为单位压强变化所引起的体积相对变化率。
对于液体来说,其压缩性很小,在大多数情况下可以忽略不计;而气体的压缩性则较为明显。
膨胀性是指在压强不变的情况下,流体的体积随温度的变化而变化的性质。
用体积膨胀系数α来表示,它是单位温度变化所引起的体积相对变化率。
二、流体静力学流体静力学主要研究静止流体的力学规律。
静止流体中任一点的压强具有以下特性:1、静止流体中任一点的压强大小与作用面的方向无关,只与该点在流体中的位置有关。
2、静止流体中压强的大小沿垂直方向连续变化,即从液面到液体内部,压强逐渐增大。
流体静力学基本方程为 p = p₀+γh,其中 p 为某点的压强,p₀为液面压强,h 为该点在液面下的深度。
作用在平面上的静水总压力可以通过压力图法或解析法来计算。
对于矩形平面,采用压力图法较为简便;对于不规则平面,则通常使用解析法。
三、流体动力学流体动力学研究流体的运动规律。
连续性方程是流体动力学的基本方程之一,它基于质量守恒定律。
对于不可压缩流体,在定常流动中,通过流管各截面的质量流量相等。
伯努利方程则是基于能量守恒定律得出的,它表明在理想流体的定常流动中,单位体积流体的动能、势能和压力能之和保持不变。
其表达式为:p/ρ + 1/2 v²+ gh =常数其中 p 为压强,ρ 为流体密度,v 为流速,g 为重力加速度,h 为高度。
流体力学复习资料流体力学是研究流体(包括液体和气体)的平衡和运动规律的学科。
它在工程、物理学、气象学、海洋学等众多领域都有着广泛的应用。
以下是为大家整理的流体力学复习资料,希望能对大家的学习有所帮助。
一、流体的物理性质1、流体的密度和比容密度(ρ)是指单位体积流体的质量,公式为:ρ = m / V 。
比容(ν)则是密度的倒数,即单位质量流体所占的体积,ν = 1/ρ 。
2、流体的压缩性和膨胀性压缩性表示流体在压力作用下体积缩小的性质,通常用体积压缩系数β来衡量,β =(1 / V)×(dV / dp)。
膨胀性是指流体在温度升高时体积增大的特性,用体积膨胀系数α来描述,α =(1 / V)×(dV / dT)。
3、流体的粘性粘性是流体抵抗剪切变形的一种属性。
牛顿内摩擦定律:τ =μ×(du / dy),其中τ为切应力,μ为动力粘度,du / dy 为速度梯度。
二、流体静力学1、静压强的特性静压强的方向总是垂直于作用面,并指向作用面内。
静止流体中任意一点处各个方向的静压强大小相等。
2、静压强的分布规律对于重力作用下的静止液体,其静压强分布公式为:p = p0 +ρgh ,其中 p0 为液面压强,h 为液体中某点的深度。
3、压力的表示方法绝对压力:以绝对真空为基准度量的压力。
相对压力:以大气压为基准度量的压力,包括表压力和真空度。
三、流体动力学基础1、流体运动的描述方法拉格朗日法:跟踪流体质点的运动轨迹来描述流体的运动。
欧拉法:通过研究空间固定点上流体的运动参数随时间的变化来描述流体的运动。
2、流线和迹线流线是在某一瞬时,在流场中所作的一条曲线,在该曲线上各点的速度矢量都与该曲线相切。
迹线是流体质点在一段时间内的运动轨迹。
3、连续性方程对于定常流动,质量守恒定律表现为连续性方程:ρ1v1A1 =ρ2v2A2 。
4、伯努利方程理想流体在重力作用下作定常流动时,沿流线有:p /ρ + gz +(1 / 2)v²=常量。
流体⼒学总复习流体⼒学总复习1.流体连续介质假设,流体的易变形性,粘性,可压缩性2.流体的主要⼒学性质:粘性,压缩性和表⾯张⼒。
3.粘度⼀般不随压⼒变化;对于⽓体温度升⾼则粘度变⼤;对于液体温度升⾼则粘度变⼩。
4.流体的压缩性温度不变时,流体的体积随压强升⾼⽽缩⼩的性质。
5.流体的热膨胀性压⼒不变时,流体的体积随温度升⾼⽽增⼤的性质。
6.不可压缩流体的概念所有的流体均具有可压缩性,只不过液体压缩性很⼩,⽓体的压缩性⼤。
实际⼯程中,对于那些在整个流动过程中压⼒及温度变化不是很⼤,以致流体的密度变化可以忽略不计的问题,不论是液体或是⽓体,假设其密度为常数,并称其为不可压缩流体。
7.⽜顿内摩擦定律,τ=µ*du/dy。
上式说明流体在流动过程中流体层间所产⽣的剪应⼒与法向速度梯度成正⽐,与压⼒⽆关。
流体的这⼀规律与固体表⾯的摩擦⼒规律不同。
符合⽜顿切应⼒公式者为⽜顿流体,如⽔,空⽓;不符合⽜顿切应⼒公式者为⾮⽜顿流体,如油漆,⾼分⼦化合物液体。
8.粘性系数为零的流体称为理想流体,是⼀种假想的流体。
9.⼯程中常⽤运动粘度代替,10.黏性流体与理想流体之分。
⾃然界存在的实际流体都具有黏性,因此实际流体都是黏性流体;若黏性可以忽略不计,则称之为理想流体,即不具有黏性的流体为理想流体。
11.影响黏度的主要因素(1) 温度的影响A. 对于液体,其黏度随温度的升⾼⽽减少。
原因为:液体分⼦的黏性主要来源于分⼦间内聚⼒,温度升⾼时,液体分⼦间距离增⼤,内聚⼒随之下降⽽使黏度下降。
B. 对于⽓体,其黏度随温度的升⾼⽽增⼤。
原因为:⽓体黏性的主要原因是分⼦的热运动,温度升⾼时,⽓体分⼦的热运动加剧,层间分⼦交换频繁,因此⽓体黏度增⼤。
(2) 压强的影响通常压强下,压强对流体黏度的影响很⼩,可以忽略不计。
但在⾼压强下,流体,⽆论是液体还是⽓体,其黏度都随压强的增⼤⽽增⼤。
12.液体的⾃由表⾯存在表⾯张⼒,表⾯张⼒是液体分⼦间吸引⼒的宏观表现。
第一章 绪论单位质量力:mF f B m= 密度值:3mkg 1000=水ρ,3mkg13600=水银ρ,3mkg29.1=空气ρ牛顿内摩擦定律:剪切力:dy du μτ=, 内摩擦力:dy du A T μ= 动力粘度:ρυμ=完全气体状态方程:RT P =ρ压缩系数:dpd 1dp dV 1ρρκ=-=V (Nm 2) 膨胀系数:TTV V V d d 1d d 1ρρα-==(1/C ︒或1/K)第二章 流体静力学+流体平衡微分方程:01;01;01=∂∂-=∂∂-=∂∂-zp z y p Y x p X ρρρ 液体平衡全微分方程:)(zdz ydy xdx dp ++=ρ液体静力学基本方程:C =++=gp z gh p p 0ρρ或 绝对压强、相对压强与真空度:a abs P P P +=;v a abs P P P P -=-= 压强单位换算:水银柱水柱mm 73610/9800012===m m N at 2/1013251m N atm = 注:hgP P →→ρ ; P N at →→2m /98000乘以 2/98000m N P a =平面上的静水总压力:(1)图算法 Sb P = 作用点e h y D +=αsin 1)()2(32121h h h h L e ++=若01=h ,则压强为三角形分布,32L e y D==注:①图算法适合于矩形平面;②计算静水压力首先绘制压强分布图,且用相对压强绘制。
(2)解析法A gh A p P c c ρ== 作用点Ay I y yC xc C D+= 矩形123bL Ixc= 圆形644d I xc π= 曲面上的静水总压力: x c x c x A gh A p P ρ==;gV P z ρ= 总压力zx P P P += 与水平面的夹角xzP P arct an=θ潜体和浮体的总压力:0=xP 排浮gV F P z ρ==第三章 流体动力学基础质点加速度的表达式⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a zz z y z x z z y z y y y x y y x z x y x x x x AQV Q Q Q Q Q G A====⎰断面平均流速重量流量质量流量体积流量g udAm ρρ流体的运动微分方程:tz t y t x d du z p z d du y p Y d du x p X =∂∂-=∂∂-=∂∂-ρρρ1;1;1不可压缩流体的连续性微分方程 :0zu yu xu z y x=∂∂+∂∂+∂∂恒定元流的连续性方程:dQ A A ==2211d u d u 恒定总流的连续性方程:Q A A ==2211νν无粘性流体元流伯努利方程:g 2ug p z g 2u g p z 22222111++=++ρρ 粘性流体元流伯努利方程:w 22222111'h g2u g p z g 2u g p z +++=++ρρ恒定总流的伯努利方程:w 2222221111h g2g p z g 2g p z +++=++ναρναρ 气流伯努利方程:w 22212211P 2)()(2++=--++ρνρρρνP z z g Pa 有能量输入或输出的伯努力方程w 2222221111h g2g p z g 2g p z +++=±++ναρναρm H 总流的动量方程:()∑-=1122Q F νβνβρ 投影式⎪⎩⎪⎨⎧-=-=-=∑∑∑)()()(112211221122z z zy y y x x x v v Q F v V Q F v v Q F ββρββρββρ动能修正系数α:11.105.1A v dAu 33=-==⎰ααα,一般,较均匀流动A动量修正系数β:105.102.1Av dAu 22=-==⎰βββ,一般,较均匀流动A水力坡度dldh dl dH J w =-= 测压管水头线坡度dl dh dl dH J w p=-= 第四章 流动阻力和水头损失圆管沿程水头损失:gv d l h f22λ= ⎪⎭⎫ ⎝⎛==2g 8Re64C λλ;紊流层流 局部水头损失:gvh j22ξ=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧==-=⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=-==-==0.15.015.0v v g 2v v h 1g 2v h 1g 2v h 12221j 2122222j 2211211j出入;管道出口注:管道入口)(用细管流速(突缩管—其余管用断面平均流速—弯管)()(,)(,突然扩大管ζζζζζζζA A A A A A 雷诺数:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧======575R e e 2300d e d e c cR R c c υνυνυνυνR R R R R ,非圆管,圆管 流态判别⎪⎩⎪⎨⎧=><,流动为临界流为紊流,为层流,cc c Re Re 流动Re e 流动Re e R R 谢才公式:RJ C V = 谢才系数:λg C 8= ; 曼宁公式:611R nC =均匀流动方程式:l h gR gRJ f 0ρρτ== 圆管过流断面上剪应力分布:00ττr r =圆管层流:(1)流速分布式)r (r 4g u 220-=μρJ (2)最大流速20max r 4g u μρJ =(3)断面平均流速:2u v max = (4)Re 64=λ 紊流剪应力包括:粘性剪应力和附加剪应力,即21τττ+=,dyu d x1μτ=,y x 2''-=ρτ 紊流流速分布一般表达式:C +=Iny k1u*ν 非圆管当量直径:)4Re ;2(42υυλR v vd gv d l h R d e e fe ==== 绕流阻力: A U C D D 220ρ=第五章 孔口、管嘴出流和有压管流薄壁小孔口恒定出流: 02gH v ϕ=2gH A Q μ= 97.0=ϕ 62.0==ϕεμ AA c =ε-0H 作用水头,自由出流gv H H 22000α+=,若00≈v ,H H =0;淹没出流g v g v H H H 22222211210αα-+-=,若021≈≈v v ,H H H H =-=210孔口变水头出流:)(2221H H gA Ft -=μ,若02=H ,放空时间max1222Q V gA H Ft ==μ 圆柱形外管嘴恒定出流:02gH v n ϕ=;2gH A Q n μ=; 82.0==n n μϕ;μμ32.1=n ;075.0H gP v=ρ 简单管道:5228,d g a a alQ h H f πλ=-==比阻,(62/m s )串联管道:ii ni i i ni i i i ni fi l a S Q S Q l a h H i ====∑∑∑===阻抗,12121并联管道:233322222111321,Q l a Q l a Q l a h h h f f f ==== 注:串联、并联管道有时需结合节点流量方程求解。
第一章绪论 1-2、连续介质的概念:流体占据空间的所有各点由连续分布的介质点组成。
流体质点具有以下四层含义:1、流体质点的宏观尺寸很小很小。
2、流体质点的微观尺寸足够大。
3、流体质点是包含有足够多分子在内的一个物理实体,因而在任何时刻都应该具有一定的宏观物理量。
4、流体质点的形状可以任意划定,因而质点和质点之间可以完全没有空隙。
1-5、流动性:液体与固体不同之处在于各个质点之间的内聚力极小,易于流动,不能自由地保持固定的形状,只能随着容器形状而变化,这个特性叫做流动性。
惯性:物体对抗外力作用而维持其原有状态的性质。
黏性:指发生相对运动时流体内部呈现内摩擦力而阻止发生剪切变形的一种特性,是流体的固有属性。
内摩擦力或黏滞力:由于流体变形〔或不同层的相对运动〕,而引起的流体内质点间的反向作用力。
F :内摩擦力;=du F A dyμ±。
τ:单位面积上的内摩擦力或切应力〔N/m ²〕;==F du A dyτμ±。
A :流体的接触面积〔m ²〕。
μ:与流体性质有关的比例系数,称为动力黏性系数,或称动力黏度。
du dy:速度梯度,即速度在垂直于该方向上的变化率〔1s -〕。
黏度:分为动力黏度、运动黏度和相对粘度。
恩氏黏度:试验液体在*一温度下,在自重作用下从直径2.8mm 的测定管中流出200cm ³所需的时间T1与在20℃时流出一样体积蒸馏水所需时间T2之比。
1t 2T E T =。
牛顿流体:服从牛顿内摩擦定律的流体〔水、大局部轻油、气体等〕温度、压力对黏性系数的影响?温度升高时液体的黏度降低,流动性增加;气体则相反,温度升高时,它的黏度增加。
这是因为液体的黏度主要是由分子间的内聚力造成的。
压力不是特别高时,压力对动力黏度的影响很小,并且与压力的变化根本是线性关系,当压力急剧升高,黏性就急剧增加。
对于可压缩流体来说,运动黏度与压力是密切相关的。
流体⼒学期末复习资料1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s 。
2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两⼤类。
3、当压⼒体与液体在曲⾯的同侧时,为实压⼒体。
4、静⽔压⼒的压⼒中⼼总是在受压平⾯形⼼的下⽅。
5、圆管层流流动中,其断⾯上切应⼒分布与管⼦半径的关系为线性关系。
6、当流动处于紊流光滑区时,其沿程⽔头损失与断⾯平均流速的1.75 次⽅成正⽐。
7、当流动处于湍流粗糙区时,其沿程⽔头损失与断⾯平均流速的2 次⽅成正⽐。
8、圆管层流流动中,其断⾯平均流速与最⼤流速的⽐值为1/2 。
9、⽔击压强与管道内流动速度成正⽐关系。
10、减轻有压管路中⽔击危害的措施⼀般有:延长阀门关闭时间, 采⽤过载保护,可能时减低馆内流速。
11、圆管层流流动中,其断⾯上流速分布与管⼦半径的关系为⼆次抛物线。
12、采⽤欧拉法描述流体流动时,流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。
13流体微团的运动可以分解为:平移运动、线变形运动、⾓变形运动、旋转运动。
14、教材中介绍的基本平⾯势流分别为:点源、点汇、点涡、均匀直线流。
15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流所组成。
16、绕圆柱体⽆环量流动是由偶极流和平⾯均匀流两种势流所组成。
17、流动阻⼒分为压差阻⼒和摩擦阻⼒。
18、层流底层的厚度与雷诺数成反⽐。
19、⽔击波分为直接⽔击波和间接⽔击波。
20、描述流体运动的两种⽅法为欧拉法和拉格朗⽇法。
21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域,它们依次为:层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、紊流⽔⼒粗糙管过渡区、紊流⽔⼒粗糙管平⽅阻⼒区。
22、绕流物体的阻⼒由摩擦阻⼒和压差阻⼒两部分组成。
⼆、名词解释1、流体:在任何微⼩剪⼒的持续作⽤下能够连续不断变形的物质2、⽜顿流体:把在作剪切运动时满⾜⽜顿内摩擦定律的流体称为⽜顿流体。
3、等压⾯:在流体中,压强相等的各点所组成的⾯称为等压⾯。
4、流线:流线是某⼀瞬时在流场中所作的⼀条曲线,在这条曲线上的各流体的速度⽅向都与该曲线相切。
第一章一、名词解释1.理想流体:没有粘性的流体2.惯性:是物体所具有的反抗改变原有运动状态的物理性质。
3.牛顿内摩擦力定律:流体内摩擦力T 的大小与液体性质有关,并与流速梯度和接触面A成正比而与接触面上的压力无关。
4.膨胀性:在压力不变条件下,流体温度升高时,其体积增大的性质。
5.收缩性:在温度不变条件下,流体在压强作用下,体积缩小的性质。
6.牛顿流体:遵循牛顿粘性定律得流体。
二、填空题1.流体的动力粘性系数,将随流体的(温度)改变而变化,但随流体的(压力)变化则不大。
2.动力粘度μ的国际单位是(s p a ⋅或帕·秒)物理单位是(达因·秒/厘米2或2/cm s dyn ⋅)。
3.运动粘度的国际单位是(米2/秒、s m /2),物理单位是(沱 )。
4.流体就是各个(质点)之间具有很大的(流动性)的连续介质。
5.理想流体是一种设想的没有(粘性)的流体,在流动时各层之间没有相互作用的(切应力),即没有(摩擦力)三、单选题1. 不考虑流体粘性的流体称( )流体。
AA 理想B 牛顿C 非牛顿D 实际2.温度升高时,空气的粘性( ) BA .变小B .变大C .不变D .不能确定3.运动粘度的单位是( ) BA .s/m 2B .m 2/sC .N ·m 2/sD .N ·s/m 24.与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是( ) CA .切应力与速度B .切应力与剪切变形C .切应力与剪切变形速度D .切应力与压强5.200℃体积为2.5m 3的水,当温度升至800℃时,其体积变化率为( ) C200℃时:1ρ=998.23kg/m 3; 800℃时: 2ρ=971.83kg/m 3A .2.16%B .1.28%C .2.64%D .3.08%6.温度升高时,水的粘性( )。
AA .变小B .变大C .不变D .不能确定2.[动力]粘度μ与运动粘度υ的关系为( )。
BA .υμρ=B .μυρ=C .ρυμ= D .μυ=P3.静止流体( )剪切应力。
第一章1、连续介质假设:把流体当作是由密集质点构成的、内部无间隙的连续体来研究。
2、表面力:通过直接接触,作用在所取流体表面上的力,简称面力。
3、质量力:作用在所取流体体积内每个质点上的力。
因力的大小与流体质量成比例,故称质量力。
4、流体密度:单位体积内流体所具有的质量称为密度。
5、流体重度:单位体积内流体所具有的重量称为重度。
6、黏性:流体微团发生相对运动运动时,产生的一种抵抗变形、阻碍流动的性质。
7、可压缩性:流体受压、体积缩小,密度增大,除去外力后能恢复原状的性质。
8、理想流体:一种设想的均匀的无黏性而不可压缩的流体,这种流体的密度在流体运动中的个别变化为零,速度散度也为零。
8、实际流体:有黏性、可压缩的流体。
9、流体:液体和气体合称流体。
流体的基本特征是具有流动性。
10、流动性:流体在微小剪应力作用下,连续变形的特性。
11、固体没有流动性,流动性是区别流体和固体的力学特征。
12、流体力学的研究方法大体分为理论方法、数值方法、实验方法三种。
简答:水的黏度随温度升高而减小,因为液体分子间的距离很小,分子间的引力即黏聚力,是形成黏性的主要因素,温度升高,分子间距离增大,黏聚力减小,黏度随之减小;空气的黏度随温度的升高而增大,因为气体分子间的距离远大于液体,分子热运动引起的动量交换,是形成黏性的主要因素,温度升高,分子热运动加剧,动量变换加大,黏度随之增大。
牛顿内摩擦力产生条件:流体微团的相对运动。
第二章1、绝对静止:以地球作为惯性参考坐标系,当流体相对于惯性坐标系静止时,称流体处于……2、相对静止:以地球作为惯性参考坐标系,当流体相对于非惯性坐标系静止时……3、静压强两个特征:应力的方向沿作用面的内法线方向;静压强的大小与作用面方位无关。
4、等压面:压强相等的空间点构成的面(平面或曲面)称为等压面。
5、自由液面:可以自由流动的液面称为自由液面。
6、绝对压强:是以无气体分子存在的完全真空为基准起算的压强,pabs7、相对压强:是以当地大气压为基准起算的压强,p8、真空度:指绝对压强不足当地大气压的差值,即相对压强的负值,pv。
《流体力学考》考点重点知识归纳1.流体元:就有线尺度的流体单元,称为流体“质元”,简称流体元。
流体元可看做大量流体质点构成的微小单元。
2.流体质点:(流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律)(1)流体质点无线尺度,只做平移运动(2)流体质点不做随即热运动,只有在外力的作用下作宏观运动;(3)将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性;3.连续性介质模型的内容:根据流体指点概念和连续介质模型,每个流体质点具有确定的宏观物理量,当流体质点位于某空间点时,若将流体质点的物理量,可以建立物理的空间连续分布函数,根据物理学基本定律,可以建立物理量满足的微分方程,用数学连续函数理论求解这些方程,可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律。
4.连续介质假设:假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质。
5.牛顿的粘性定律表明:牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比,还表明对一定的流体,作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的,而不是由速度决定的:6.牛顿流体:动力粘度为常数的流体称为牛顿流体。
7.分子的内聚力:当两层液体做相对运动时,两层液体的分子的平均距离加大,分子间的作用力变现为吸引力,这就是分子的内聚力。
液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层,漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动,表现为内摩擦力。
、流体在固体表面的不滑移条件:分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面,随固体一起运动或静止。
8.温度对粘度的影响:温度对流体的粘度影响很大。
液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度则相反,随温度的升高而增大。
压强对粘性的影响:压强的变化对粘度几乎没有什么影响,只有发生几百个大气压的变化时,粘度才有明显改变,高压时气体和液体的粘度增大。
9.描述流体运动的两种方法拉格朗日法:拉格朗日法又称为随体法。
它着眼于流体质点,跟随流体质点一起运动,记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律,跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌。
《流体力学》各章节复习要点第一章:流体力学基本概念1.流体力学的研究对象是流体运动的性质、规律和力学行为。
2.流体和固体的区别,流体的分类和性质。
3.流体的基本力学性质,包括压强、密度和粘度等。
4.流体的运动描述,包括质点、流线、流管和速度场等概念。
5.流体的变形和应力,包括剪切应力、正应力、黏性和流变性等。
第二章:流体静力学1.流体静压力的基本特征,流体静力学方程和压强的传递规律。
2.流体的浮力,浸没体和浮力的计算方法。
3.子液面、大气压和液体柱的压强和压力计的应用。
4.流体的液面,压强分布和压力容器。
第三章:流体动力学基本方程1.流体运动描述的方法,包括拉格朗日方法和欧拉方法。
2.质点、质点流函数和速度场等的关系。
3.流体的基本方程,包括连续性方程、动量方程和能量方程。
4.流体的不可压缩性和可压缩性假设。
第四章:定常流动和流动的形态1.定常流动和非定常流动的概念和特点。
2.流体流动的形态,包括层流和紊流。
3.流体的压强分布和速度分布。
4.流体的速度分布和速度云。
第五章:流体的动能和势能1.流体的动能、动能方程和功率。
2.流体的势能、势能方程和能率。
3.流体的势能和扬程。
第六章:粘性流体力学基本方程1.粘性流体的三个基本性质,包括黏性、切变应力和流变规律。
2.线性流体的黏性流动,包括牛顿黏性流体模型和黏性损失。
3.非线性流体的黏性流动,包括非牛顿流体和粘弹性流体。
第七章:边界层流动1.边界层的概念和特点。
2.压强分布和速度分布的边界层。
3.边界层和物体间的摩擦阻力。
第八章:维持边界层流动的力1.维持边界层流动的作用力,包括压力梯度、粘性力和凸面力。
2.维持边界层流动的条件和影响因素。
第九章:相似定律和模型试验1.流体力学中的相似原理和相似定律。
2.物理模型和模型试验的概念和应用。
第十章:流体力学的应用1.流体力学在水利工程中的应用,包括水力学、河流动力学和波动力学等。
2.流体力学在能源领域中的应用,包括风力发电和水力发电等。
流体力学知识点总结流体力学是一门研究流体(包括液体和气体)的运动规律以及流体与固体之间相互作用的学科。
它在许多领域都有着广泛的应用,如航空航天、水利工程、能源开发、生物医学等。
下面将对流体力学的一些重要知识点进行总结。
一、流体的物理性质1、密度和比容密度是指单位体积流体的质量,用ρ 表示。
比容则是单位质量流体所占的体积,是密度的倒数,用ν 表示。
2、压缩性和膨胀性压缩性是指流体在压力作用下体积缩小的性质,通常用体积压缩系数β 来表示。
膨胀性是指流体在温度升高时体积增大的性质,用体积膨胀系数α 来表示。
液体的压缩性和膨胀性通常较小,可视为不可压缩和不可膨胀流体;而气体的压缩性和膨胀性较为显著。
3、粘性粘性是流体内部产生内摩擦力以阻碍流体相对运动的性质。
粘性的大小用动力粘度μ 或运动粘度ν 来表示。
牛顿内摩擦定律指出,相邻两层流体之间的切应力与速度梯度成正比。
4、表面张力液体表面由于分子引力不均衡而产生的沿表面切线方向的拉力称为表面张力。
表面张力会使液体表面有收缩的趋势,在一些涉及小尺度流动的问题中需要考虑。
二、流体静力学1、静压强及其特性静止流体中任一点的压强大小与作用面的方位无关,只与该点的位置有关,即静压强各向同性。
2、欧拉平衡方程在静止流体中,单位质量流体所受的质量力和表面力平衡,由此可以导出欧拉平衡方程。
3、重力作用下的静压强分布在重力作用下,静止液体中的压强随深度呈线性增加,其计算公式为 p = p0 +ρgh,其中 p0 为液面压强,h 为深度。
4、压力的表示方法绝对压强是以绝对真空为基准计量的压强;相对压强是以当地大气压为基准计量的压强。
真空度则是当绝对压强小于大气压时,相对压强为负值,其绝对值称为真空度。
5、作用在平面上的静水总压力对于垂直放置的平面,静水总压力的大小等于受压面面积与形心处压强的乘积,其作用点位于受压面的形心之下。
6、作用在曲面上的静水总压力将曲面所受静水总压力分解为水平方向和垂直方向的分力进行计算。
复习要点1、流体的控制方程离散方法,FLUENT 软件中控制方程采用的离散方法2、计算流体力学软件的结构3、结构化网格与非结构化网格概念、分类4、Gambit 中单位,用FLUENT 求解步骤、默认的求解模型(层流)、默认非稳太对流扩散格式(隐式)5、流体的粘(黏)性、粘度(绝对粘度、运动粘度),流体分类6、绝对压强、相对压强与真空度7、液体的表面张力及简单计算8、研究流体运动的方法[拉格朗日法(Lagrange )、欧拉法(Euler )] 9、定常流动、非定常流动,层流、湍流概念及判别(雷诺数:νμρLVLV ==Re ,对于圆管内流动,特征长度L 取圆管的直径d 。
一般认为临界雷诺数为2320,即:νVd=Re )10、连续方程及简单应用计算11、运动(动量)方程(N-S 方程及欧拉方程) 12、能量方程(伯努利方程及各项物理意义) 13、流体流动的控制方程的通用形式14、湍流流场的重要的物理特征(随机及脉动) 15、雷诺方程(Reynolds 时均运动方程)16、时均湍流模型(根据对雷诺应力做出的假定或处理方式的不同,目前常用的湍流模型可分为雷诺应力类模型和湍动粘度类模型) 17、雷诺应力类模型(①雷诺应力方程模型。
②代数应力方程模型。
) 18、湍动粘度类模型(零方程模型、一方程模型、两方程模型) 19、标准 εκ-方程模型、RNG εκ-模型与Realizable εκ-模型特点20、近壁区流动的特点(壁面区可分为3个子层:①粘性底层②过渡层。
③对数律层)21、壁面函数法(Wall Fucntion )思想 22、低Re 的 εκ-模型特点 23、雷诺应力模型(RSM )特点 24、湍流数值模拟分类湍流的数值模拟Euler 描写法Lagrange 描写法时均参数法大涡模拟直接模拟湍流粘性系统法雷诺应力模型零方程模型一方程模型二方程模型雷诺应力微分方程模型雷诺应力代数方程模型常数νt混合长度κ-τ模型κ- l 模型κ-ω模型κ-ε模型高Re 数+壁面函数法两层模型低Re 数模型非线性模型多尺度模型RNG 模型可实现模型25、大涡模拟(LES )思想26、流动与传热问题守恒形式的输运方程,其通用形式如下:()φφφρρφS grad div U div t+Γ=+∂∂→)()( 式中,第一项为瞬变项或时间项,第二项为对流项,第三项为扩散项,末项为源项!注:会写稳态时纯对流-扩散通用方程、稳态时纯扩散通用方程27、控制容积的两种取法28、用有限体积法建立离散方程的一般步骤29、非稳态扩散问题的有限体积法离散形式(隐式、半隐式、显示)30、TDMA(Tri-Diagonal Matrix Algorithm)特点及算法步骤31、离散格式的性质(守恒性、有界性及迁移性,Pe数概念)32、中心差分格式、迎风格式、混合格式、幂指数格式、QUICK格式(特点及描述)33、交错网格特点34、SIMPLE算法特点及程序框图35、SIMPLER算法特点及程序框图36、SIMPLEC算法特点37、PISO算法特点及程序框图38、几种算法在流场中应用(稳态与非稳态、分析题)。
流体力学复习要点第一章绪论1.1流体的主要物理力学性质1、流体的主要物理力学性质包括哪几部分?2、水的密度为1000kg/m33、牛顿内摩擦定律4、牛顿内摩擦定律表明内摩擦力的大小与流体的角变形速率成正比5、流体的黏度,运动黏性系数与动力黏性系数的关系;液体的μ随温度的升高而减小,气体的μ随温度的升高而增大1.2作用在流体上的力1、按作用方式的不同分为:表面力和质量力2、单位质量力是作用在单位质量流体上的质量力1.3流体的力学模型1、常用的物理力学模型:连续介质模型、理想流体、不可压缩流体。
2、连续介质模型是指的流体是一种毫无空隙的充满其所占空间的连续体的假定。
流体质点指的是大小同一切流体空间相比微不足道,又含有大量分子具有一定质量的流体微元。
3、理想流体是指假定流体没有黏性4、不可压缩流体是指假定流体的密度是一个常数第一章流体静力学2.1静止流体中压强的特征1、静压强的定义2、静止流体中压强的特征:(1)静止流体只能承受压应力,压强的方向垂直指向作用面(受力面的内法线方向)(2)流体内同一点的静压强的大小在各个方向均相等2.2流体平衡微分方程1、等压面:压强相等的空间点构成的面2、对于仅受重力作用的联通的同一均质流体,等压面为水平面。
2.3重力作用下流体静压强的分布规律1、pz C gρ+=当质量力仅为重力时,静止流体内部任一点的pz gρ+是常数2、0p p g ρ=+3、压强的度量:相对压强、绝对压强、真空度。
4、静压强分布图的绘制2.4压强的测量一般采用仪器测得都是相对压强2.5流体的相对平衡1、等加速直线运动的流体的等压面:倾斜面2、等角速旋转运动的流体的等压面:旋转抛物面2.6液体作用在平面上的总压力1、解析法 c F p A = c c c +D I y y y A=(注意一下:y D 代表的是什么)2、图解法 F=bS2.6作用在曲面上的液体压力1、压力体的组成有3个面,分别是:2、压力体的绘制第二章流体运动理论与动力学基础3.1流体运动的描述方法欧拉法中加速度由两部分组成:位变加速度、时变加速度(或者说迁移加速度和当地加速度)3.2流场的基本概念(分类)1、按照运动要素是否随时间发生变化,分为:恒定流和非恒定流2、按照运动要素与坐标变量之间的关系分为:一元流、二元流和三元流。
流体力学复习要点du T A dyμ=o o p p z z g g ρρ+=+()o o o p p g z z p gh ρρ=+-=+流体力学复习要点第一章:绪论1衡量流体惯性的量度:质量质量力:作用在流体上的每一个质点上的力。
单位质量力F/M表面力:作用在所考虑的或大或小的流体系统(或分离体)表面上的力 2流体的主要力学性质:流动性:流体的抗拉能力极弱,抗剪能力也很微小,静止时不能承受切力,只要受到切力作用,不管此切力怎样微小,流体都要发生不断变形,各质点间发生不断的相对运动。
流体的这个性质,称为流动性惯性:惯性是物体维持原有状态的能力的性质。
表征流体的惯性大小可用该流体的密度ρ=m/v 容重:密度和重力加速度的乘积γ=ρg 粘滞性:流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力(内力)以反抗相对运动的性质。
此内摩擦力同时也被称为粘滞力影响因素:1与两流层间的速度差(即相对速度)du 成正比,和流层间距离dy 成反比。
2与流层的接触面积A 的大小成正比。
3与流体的种类有关。
4与流体的压力大小无关。
压缩性:流体受压,体积减小,密度增大的性质压缩系数β=d ρ/ρ/dp热涨性:流体受热,体积膨胀,密度减小的性质热胀系数α= - d ρ/ρ/dT=dV/V/dT3牛顿内摩擦定理:单位面积上内摩擦力的大小:其中:动力黏度μ=v ρ (v:运动粘度)4毛细管现象:由于表面张力的作用,如果把两端开口的玻璃细管竖立在液体中,液体就会上升或下降h 高度水温20℃时上升高度h=15/r水银温度20℃时下降高度h=5.07/r第二章:流体静力学1流体静压强特性方向:沿着作用面的内法线方向大小:任一点的流体静压强的大小与作用面的方向无关,只与该点的位置有关2等压面:压强相等的空间点构成的面(静止均质流体的水平面是等压面、等密面) 3流体静力学基本方程(两种表达方式)4绝对压强,相对压强和真空度绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。
流体力学复习要点
第一章绪论
1.1流体的主要物理力学性质
1、流体的主要物理力学性质包括哪几部分?
2、水的密度为1000kg/m3
3、牛顿内摩擦定律
4、牛顿内摩擦定律表明内摩擦力的大小与流体的角变形速率成正比
5、流体的黏度,运动黏性系数与动力黏性系数的关系;液体的μ随温度的升高而减小,气体的μ随温度的升高而增大
1.2作用在流体上的力
1、按作用方式的不同分为:表面力和质量力
2、单位质量力是作用在单位质量流体上的质量力
1.3流体的力学模型
1、常用的物理力学模型:连续介质模型、理想流体、不可压缩流体。
2、连续介质模型是指的流体是一种毫无空隙的充满其所占空间的连续体的假定。
流体质点指的是大小同一切流体空间相比微不足道,又含有大量分子具有一定质量的流体微元。
3、理想流体是指假定流体没有黏性
4、不可压缩流体是指假定流体的密度是一个常数
第一章流体静力学
2.1静止流体中压强的特征
1、静压强的定义
2、静止流体中压强的特征:
(1)静止流体只能承受压应力,压强的方向垂直指向作用面(受力面的内法线方向)
(2)流体内同一点的静压强的大小在各个方向均相等
2.2流体平衡微分方程
1、等压面:压强相等的空间点构成的面
2、对于仅受重力作用的联通的同一均质流体,等压面为水平面。
2.3重力作用下流体静压强的分布规律 当质量力仅为重力时,静止流体内部任一点的p z g
ρ+
是常数 1、0p p g ρ=+h
2、压强的度量:相对压强、绝对压强、真空度。
3、静压强分布图的绘制 2.4压强的测量
一般采用仪器测得都是相对压强
2.5流体的相对平衡
1、等加速直线运动的流体的等压面:倾斜面
2、等角速旋转运动的流体的等压面:旋转抛物面
2.6液体作用在平面上的总压力
1、解析法
c c c +
D I y y y A
=(注意一下:y D 代表的是什么) 2、图解法
F=bS 2.6作用在曲面上的液体压力
1、压力体的组成有3个面,分别是:
2、压力体的绘制
第二章 流体运动理论与动力学基础
3.1流体运动的描述方法
欧拉法中加速度由两部分组成:位变加速度、时变加速度(或者说迁移加速度和当地加速度)
3.2流场的基本概念(分类)
1、按照运动要素是否随时间发生变化,分为:恒定流和非恒定流
2、按照运动要素与坐标变量之间的关系分为:一元流、二元流和三元流。
比如:u x=f(x,z)是属于二元流
3、流线与迹线
流线:某一确定时刻,流体各质点运动趋势的曲线
迹线:某一质点在某一时段内的运动轨迹
在恒定流下,通过同一质点的流线和迹线在几何上是重合的
4、Q=vA
5、均匀流:流速的大小和方向沿着流线不发生变化的流动
均匀流的位变加速度=0
均匀流的特点:流线相互平行;同一流线,流速相等;过流断面的动压强分布符合静压强分布规律。
非均匀流分为:渐变流和急变流。
渐变流的过流断面的动压强分布近似于静压强分布规律。
3.3连续性方程
来流断面的流量总和=出流断面的流量总和
3.4恒定总流的伯努利方程
1、理想流体:
22 1122 12
=
22 p u p u z z
g g g g
ρρ
++++
2、黏性流体元流:
22
1122
12
'
22w p u p u
z z h
g g g g
ρρ
++=+++
3、实际总流:
22
111222
12
22w p v p v
z z h
g g g g
αα
ρρ
++=+++
各项代表的物理意义是什么4、水头线
实际流体的总水头线和测压管水头线是怎样的
理想流体的总水头线是怎样的
5、总流伯努利方程的扩展
3.5恒定总流的动量方程
()
-()F Q v Q v ρβρβ=∑∑∑出流断面的流体具有的动量入流断面的流体具有的动量第四章 流动阻力和能量损失
4.1
1、损失原因 内因:流体的黏性和重力
外因:固体边界的摩阻力
2、损失分为沿程损失和局部损失
4.2圆管均匀流的切应力分布:线性分布(直线分布、线弹性分布)
4.3流体运动的两种流态
流体运动的两种流态:层流和紊流。
用雷诺数来判断
圆管中有压流动下,临界雷诺数为2300。
Re>2300紊流,Re<2300层流
4.4圆管层流运动
1、过流断面流速分布:抛物线分布
3、64Re
λ= 4.5紊流运动特征
1、分为时均流动和脉动流动
2、黏性底层的概念
4.6紊流的沿程水头损失
1、尼古拉兹实验:()Re,/f d λ=∆
2、紊流的3个阻力区:
① 光滑区:()Re f λ=
② 过渡区:()Re,/d λ=∆
③ 粗糙区(阻力平方区):()/d λ=∆
不同紊流阻力区,黏性底层的变化
3、掌握谢才公式和曼宁公式
4.7局部水头损失
流体在运动中如果遇到因边界发生急剧变化的局部障碍(如阀门、截面积突变)流线会发生变形,并出现许多大小小的漩涡耗散一部分的机械能。
这种在局部区域被耗散掉的机械能称为局部水头损失。
4.8边界层与绕流阻力
绕流阻力:流体作用在绕流物体表面力的合力在来流方向的分力。
绕流阻力由摩阻力和压差阻力组成。
第五章 孔口、管嘴出流和有压流
5.1孔口恒定出流
恒定孔口出流包括自由出流和淹没出流。
变水头出流:容器放空的时间:max 2V
t Q =
变水头出流容器放空的时间,等于初始水头在恒定流中流出相同体积的水所需要的时间的2倍。
5.2管嘴出流
1、圆柱形管嘴出流的正常工作的条件:
3、正常工作条件下,作用水头相等、孔口直径相等时候,小孔口出流的流量小于管嘴出流的流量,小孔口出流的流速小于管嘴出流的流速。
这是由于收缩断面处真空的作用引起的。
5.3短管
1、水力计算中,虹吸管求解输水能力Q 及hv
2、水箱、水塔的水位标高或者加压泵的扬程H
5.4长管
1、简单管道:H=h f =SlQ 2
2、串联管道:f f
h h =∑ 3、并联管道:12f f f h h h ==
第六章 明渠流动
1、明渠均匀流的特征:
(1) 过流断面面积A ,水深h 沿程不变。
(2) 过流断面平均流速 v 及断面流速分布沿程不变。
(3)底坡线、总水头线、水面线三线平行。
2、明渠均匀流产生的条件
(1) 恒定流,无支流流出或汇入。
(2) 长直棱柱形渠道,且糙率n 不变.
(3) 顺坡渠道,即i >0
3、水力最优面:在底坡i 、糙率n 、过流断面A 一定的前提下,明渠输水能力最大的那种断面。
梯形断面的水力最优宽深比:()221b m m h =+- 矩形断面的水力最优宽深比:2b h =
管道无压流,在达到满管流之前,流速达到最大值,流量达到最大值。
第七章 堰流
1、堰流是明渠缓流因流动边界条件急剧变化(设置溢流障壁或束窄通道宽度)而发生的明渠急变流现象。
2、按堰顶厚度与堰上水头H 的比值范围分为: 薄壁堰(0.67H δ
<); 实用堰(0.67 2.5H δ<
<); 宽顶堰(2.510H δ
<<)三种堰型。
第八章 渗流
1、渗流简化模型
忽略土壤颗粒的存在,认为水充满整个渗流空间,且满足:
(1)对同一过水断面,模型的渗流量等于真实的渗流量。
(2)作用于模型任意面积上的渗流压力,应等于真实渗流压力。
(3)模型任意体积内所受的阻力等于同体积真实渗流所受的阻力。
2、模型渗流流速v小于真实渗流流速v'
3、达西定律适用范围:达西定律只适用于层流渗流。
即:
d10——颗粒的有效直径,即筛分时,占10%重的颗粒所通过筛孔直径。
4、确定渗透系数的方法:
(1)经验公式法;
(2)实验室测定法;
(3)现场测定法。
(比较精确的测量方法)。