1.流体流动
- 格式:ppt
- 大小:19.60 MB
- 文档页数:187
第一章流体流动液体和气体统称为流体。
流体的特征是具有流动性,即其抗剪和抗张的能力很小。
流体流动的原理及其流动规律主要应用于这几个方面:1、流体的输送;2、压强、流速和流量的测量;3、为强化设备提供适宜的流动条件。
在研究流体流动时,常将流体视为由无数分子集团所组成的连续介质。
第一节流体静力学基本方程式1-1-1 流体的密度单位体积流体具有的质量称为流体的密度,其表达式为:对于一定质量的理想气体:某状态下理想气体的密度可按下式进行计算:空气平均分子量的计算:M=32×0.21+28×0.78+40×0.01=28.9629 (g/mol)1-1-2 流体的静压强法定单位制中,压强的单位是Pa,称为帕斯卡。
1atm 1.033kgf/cm2760mmHg 10.33mH2O 1.0133bar 1.0133×105 Pa工程上常将1kgf/cm2近似作为1个大气压,称为1工程大气压。
1at1kgf/cm2735.6mmHg10mH2O 0.9807bar9.807×105 PaP(表)=P(绝)-P(大)P(真)=P(大)-P(绝)=-P(表)1-1-3 流体静力学基本方程式描述静止流体内部压力(压强)变化规律的数学表达式称为流体静力学基本方程式。
对于不可压缩流体,常数;静止、连续的同一液体内,处于同一水平面上各点的压强相等(连通器)。
压强差的大小可用一定高度的液体柱表示(必需标注为何种液体)。
1-1-4 流体静力学基本方程式的应用一、压强与压强差的测量以流体静力学基本方程式为依据的测压仪器统称为液柱压差计,可用来测量流体的压强或压强差。
1、U型管压差计2、倾斜液柱压差计(斜管压差计)3、微差压差计二、液位的测量三、液封高度的计算第二节流体在管内流动反映流体流动规律的有连续性方程式与柏努利方程式。
1-2-1 流量与流速单位时间内流过管道任一截面的流体量,称为流量。
流体流动知识点总结归纳流体力学是研究流体流动规律的一门学科,其研究对象涉及液体和气体的流动,包括流体的性质、流体流动的运动规律、流体的控制以及流体力学在工程和科学领域的应用等方面。
在这篇文章中,我们将对流体流动的一些基本知识点进行总结归纳,以便读者对这一领域有一个清晰的了解。
一、流体的性质1. 流体的定义流体是指那些易于变形,并且没有固定形状的物质。
流体包括液体和气体两种状态,其共同特点是具有流动性。
2. 流体的密度和压力流体的密度是指流体单位体积的质量,常用符号ρ表示。
流体的压力是指单位面积上受到的力的大小,它与流体的密度和流体所在深度有关。
3. 流体的黏性流体的黏性是指流体内部分子之间的相互作用力,黏性越大,流体的内部抵抗力越大,流动越不容易。
黏性会对流体的流动性能产生影响,需要在实际工程中进行考虑。
二、流体流动的基本原理1. 流体的叠加原理流体的叠加原理是指当多个流体同时流动时,它们的速度矢量叠加,得到合成的速度矢量。
这个原理在实际工程中有很多应用,例如飞机的空气动力学设计和水流的流体力学研究等。
2. 流体的连续性方程流体的连续性方程是描述流体在运动过程中质量守恒的基本方程,它表明流体在流动过程中质量的变化等于流入流出的质量之差。
3. 流体的动量方程流体的动量方程描述了流体在运动过程中动量守恒的基本原理,它表明流体在受到外力作用后所产生的加速度与外力的大小和方向有关。
4. 流体的能量方程流体的能量方程描述了流体在运动过程中能量守恒的基本原理,它表明流体在流动过程中所受到的压力和速度的变化与能量的转化和损失相关。
三、流体的流动类型1. 定常流动和非定常流动定常流动是指流体在任意一点上的流速和流量随时间不变的流动状态,而非定常流动则是指流体在不同时间点上的流速和流量随时间有变化的流动状态。
2. 层流流动和湍流流动层流流动是指流体在管道内流动时,各层流体之间的相互滑动,流态变化连续,流线互不交叉。
第二章 流体的运动最重要的是掌握BBS 三个重要的公式及意义:1.掌握理想流体的稳定流动、连续性方程、伯努利方程及其一些应用实例;2.掌握牛顿粘滞定律、粘度的概念、泊肃叶公式、流阻、雷诺数;3.掌握斯托克斯公式2.理解实际流体的伯努利方程、层流、湍流;2-1 什么叫理想流体、流线、流管、稳定流动、流量、空吸作用? 理想流体作稳定流动时,流体速度与流管截面积有什么关系?答: ①理想流体: 绝对不可压缩、完全没有粘滞性的流体叫理想流体。
②流线: 设想在流体中画一些曲线,使这些曲线上每一点的切线方向与流体质点在该点的速度方向一致,这些曲线称为流线。
③流管: 在流场中任取某一垂直于流线的面积元S ,过S 周边各点的流线所围成的管状区域叫流管。
④稳定流动: 如果流体中各点的速度、压强和密度都不随时间变化,则这样的流动称为稳定流动。
⑤流量: 单位时间内通过流管内某一横截面的流体的体积称为该横截面的体积流量,简称为流量。
⑥空吸作用: 如本题附图所示,流管中B 处截面积小,流速大,由伯努利方程可知,B 处的压强小,当它小于大气压强时,容器D 中的液体因受大 气压强的作用上升到B 处而被水平管中的流体带走,这种作用叫空吸作用。
习题2-1附图⑦可压缩的流体作稳定流动时,在同一流管中流体的速度v 、该处流管的横截面积S 及其该处的流体密度ρ之积是一常量;即222111ρρv v S =S 。
不可压缩的流体作稳定流动时,在同一流管中流体速度v 、该处流管的横截面积S 之积是一常量,即2211v v S =S 。
2-2 水在粗细不均匀的水平管中作稳定流动,已知截面积S 1 处压强为110Pa ,流速为0.2m ·s -1,在截面积S 2 处的压强为5Pa ,求S 2 处的流速(内摩擦不计)。
解: 已知Pa 1101=p ,11s m 20-⋅=.v ,Pa 52=p ,2h =1h ,由伯努利方程可得 2222112121v v ρρ+=+p p 222100021520100021110v ⨯+=⨯⨯+.12s m 50-⋅=.v 。
流体流动规律
流体流动规律是研究流体运动规律的科学领域。
根据流体力学原理,流体在流动过程中遵循一些基本的规律,这些规律可以总结为以下几个方面:
1. 质量守恒定律:在流体流动过程中,流体的质量保持不变。
即流入单位时间内的质量等于流出单位时间内的质量。
2. 动量守恒定律:在没有外力作用的情况下,流体的动量保持不变。
动量是质量与速度的乘积,根据质量守恒定律和动量守恒定律可以推导出流体中哥万定理和伯努利定理等重要定律。
3. 能量守恒定律:在没有外界能量输入或输出的情况下,流体的总能量保持不变。
能量守恒定律可以用来解释流体流动的能量转化和能量损失等现象。
4. 流体的连续性方程:对一个不可压缩流体来说,流经管道中的流量保持不变,即进口流量等于出口流量。
对于可压缩流体来说,流量的连续性方程可以通过质量守恒定律和流体的状态方程推导得到。
5. 流体的雷诺数:流体的流动性质和流动状态可以通过雷诺数来描述。
雷诺数是流体的惯性力和粘性力的比值,可以用来判断流体的流动状态是层流还是湍流。
这些流体流动规律在工程领域、地球科学、大气科学和生物医学等各个领域中都有广泛的应用。
通过研究和理解这些规律,我们可以更好地预测和控制流体流动行为,从而为科学研究和工程实践提供重要的指导。
流体⼒学流体流动的⼏个基本概念
(⼀)稳定流动和⾮稳定流动
1、稳定流动:液体流动时在不同时间内流体各质点流经此空间点时,其运动要素不变的流动。
2、⾮稳定流动:液体质点流经某空间点时,其运动要素随时间⽽变化的流动。
(⼆)迹线、流线
1、迹线:某⼀流体质点在某段时间内的运动轨迹。
2、流线:流线是流场中某⼀瞬间的⼀条空间曲线,在该曲线上各点的流体质点所具有的速度⽅向与该点的曲线的切线⽅向重合。
(三)流管、流束及总流
1、流管:在流场中取⼀段很⼩的闭合曲线,通过这条封闭曲线上所有点作流线族,这些流线族所围成的管。
2、流束:充满在流管内部的全部流体。
3、总流:在流体周界内的全部流体。
(四)过流断⾯、湿周及⽔⼒半径
1、过流断⾯:垂直于总流的横断⾯。
2、湿周:在总流的过流断⾯上,液体与固体相接触的线。
3、⽔⼒半径:在总流的过流断⾯与湿周的⽐。
(五)缓变流与急变流
1、缓变流:流体的流线接近与直线的流动。
2、急变流:流体的流线之间夹⾓很⼤或曲率很⼩的流动。
(六)流量和平均流速
1、流量:单位时间内通过过流断⾯的体积。
2、平均流速:假设流体以某⼀速度v通过过流断⾯S,则通过的流量为Q=VS。