连续性方程的物理意义

第3章流体动力学基础教学要点一、教学目的和任务1、本章目的1）使学生掌握研究流体运动的方法2）了解流体流动的基本概念3）通过分析得到理想流体运动的基本规律4）为后续流动阻力计算、管路计算打下牢固的基础2、本章任务1）了解描述流体运动的两种方法；2）理解描述流体流动的一些基本概念，如恒定流与非恒定流、流线与迹线、流管、流束与总流、过水断面、流量及断面平均流速等；3）掌握连续性方程、伯努利方程、动量方程，并能熟练应用于求解工程实际问题动量方程的应用二、重点、难点1、重点：流体流动中的几个基本概念，连续性方程，伯努利方程及其应用，动量方程及其应用。

2、难点：连续性方程、伯努利方程以及与动量方程的联立应用。

三、教学方法本章讲述流体动力学基本理论及工程应用，概念多，容易混淆，而且与实际联系密切。

所以，必须讲清楚每一概念及各概念之间的联系和区别，注意讲情分析问题和解决问题的方法，选择合适的例题和作业题。

流体动力学：是研究流体运动规律及流体运动与力的关系的力学。

研究方法：实际流体→理想流体→实验修正→实际流体流体动力学:研究流体运动规律及流体与力的关系的力学。

3.1 流体运动要素及研究流体运动的方法一、流体运动要素表征流体运动状态的物理量，一般包括v、a、p、ρ、γ和F等。

研究流体的运动规律，就是要确定这些运动要素。

（1）每一运动要素都随空间与时间在变化；（2）各要素之间存在着本质联系。

流场：将充满运动的连续流体的空间。

在流场中，每个流体质点均有确定的运动要素。

二、研究流体运动的两种方法研究流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法。

（1，质点的运动要素是初始点坐标和时间的函数。

用于研究流体的波动和震荡等（2）欧拉法（“站岗”的方法）欧拉法是以流场中每一空间位置作为研究对象，而不是跟随个别质点。

其要点：分析流动空间某固定位置处，流体运动要素随时间的变化规律；分析流体由某一空间位置运动到另一空间位置时，运动要素随位置的变化规律。

《传递工程基础》复习题第一单元传递过程概论本单元主要讲述动量、热量与质量传递的类似性以及传递过程课程的内容及研究方法。

掌握化工过程中的动量传递、热量传递和质量传递的类似性，了解三种传递过程在化工中的应用，掌握牛顿粘性定律、付立叶定律和费克定律描述及其物理意义，理解其相关性。

熟悉本课程的研究方法。

第二单元动量传递本单元主要讲述连续性方程、运动方程。

掌握动量传递的基本概念、基本方式；理解两种方程的推导过程，掌握不同条件下方程的分析和简化；熟悉平壁间的稳态层流、圆管内与套管环隙中的稳态层流流动情况下连续性方程和奈维－斯托克斯方程的简化，掌握流函数和势函数的定义及表达式；掌握边界层的基本概念；沿板、沿管流动边界层的发展趋势和规律；边界层微分和积分动量方程的建立。

第三单元热量传递本单元主要讲述热量传递基本方式、微分能量方程。

了解热量传递的一般过程和特点，进一步熟悉能量方程；掌握稳态、非稳态热传导两类问题的处理；对一维导热问题的数学分析方法求解；多维导热问题数值解法或其他处理方法；三类边界问题的识别转换；各类传热情况的正确判别；各情况下温度随时间、地点的分布规律及传热通量。

结合实际情况，探讨一些导热理论在工程实践中的应用领域。

第四单元传量传递本单元主要介绍传质的基本方式、传质方程、对流传质系数；稳定浓度边界层的层流近似解；三传类比；相际传质模型。

掌握传质过程的分子扩散和对流传质的机理；固体中的分子扩散；对流相际传质模型；熟悉分子扩散微分方程和对流传质方程；传质边界层概念；沿板、沿管的浓度分布，传质系数的求取，各种传质通量的表达。

第一部分 传递过程概论一、填空题：1. 传递现象学科包括 动量 、 质量 和 热量 三个相互密切关联的主题。

2. 化学工程学科研究两个基本问题。

一是过程的平衡、限度；二是过程的速率以及实现工程所需要的设备。

3. 非牛顿流体包括假塑性流体，胀塑性流体，宾汉塑性流体 （至少给出三种流体）。

水力学期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 流体力学中，流体的连续性方程描述的是（）。

A. 质量守恒B. 能量守恒C. 动量守恒D. 热量守恒答案：A2. 在理想流体中，下列哪项特性是不存在的？（）A. 粘性B. 可压缩性C. 惯性D. 重力答案：A3. 根据伯努利方程，流体在管道中流动时，流速增加时，压力会（）。

A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少答案：B4. 流体静力学中，液体静压力与深度的关系是（）。

A. 与深度无关B. 与深度成正比C. 与深度成反比D. 与深度的平方成正比答案：B5. 流体动力学中，雷诺数是用来描述流体流动的（）。

A. 粘性效应B. 惯性效应C. 压缩性效应D. 重力效应答案：A6. 流体通过孔板时，孔板的直径越小，流体的流速（）。

A. 越大B. 越小C. 不变D. 先增大后减小答案：A7. 流体力学中的欧拉方程描述的是（）。

A. 流体的静力平衡B. 流体的动力学平衡C. 流体的热力学平衡D. 流体的化学反应答案：B8. 在流体力学中，流体的粘性系数是一个（）。

A. 常数B. 变量C. 函数D. 向量答案：B9. 流体力学中的纳维-斯托克斯方程是用来描述（）。

A. 流体的静力平衡B. 流体的动力学平衡C. 流体的热力学平衡D. 流体的化学反应答案：B10. 流体力学中，流体的密度与温度的关系是（）。

A. 与温度无关B. 与温度成正比C. 与温度成反比D. 先成正比后成反比答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 流体力学中的连续性方程可以表示为：_______。

答案：\( \frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot(\rho \mathbf{u}) = 0 \)2. 流体力学中，雷诺数的表达式为：_______。

答案：\( Re = \frac{\rho v L}{\mu} \)3. 流体力学中，伯努利方程可以表示为：_______。

流体力学总结+复习第一章 绪论一、流体力学与专业的关系流体力学——是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科。

主要研究在各种力的作用下，流体本身的状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。

研究对象：研究得最多的流体是液体和气体。

根底知识：牛顿运动定律、质量守恒定律、动量〔矩〕定律等物理学和高等数学的根底知识。

后续课程：船舶静力学、船舶阻力、船舶推进、船舶操纵等都是以它为根底的。

二、连续介质模型连续介质：质点连续地充满所占空间的流体。

流体质点(或称流体微团) ：忽略尺寸效应但包含无数分子的流体最小单元。

连续介质模型：流体由流体质点组成，流体质点连续的、无间隙的分布于整个流场中。

三、流体性质密度：单位体积流体的质量。

以表示，单位：kg/m 3。

0limA V m dmV dVρ∆→∆==∆ 重度：单位体积流体的重量。

以 γ 表示，单位：N/m 3。

0lim A V G dGV dVγ∆→∆==∆ 密度和重度之间的关系为：g γρ=流体的粘性：流体在运动的状态下，产生内摩擦力以抵抗流体变形的性质。

，其中μ为粘性系数，单位：N ·s ／m 2＝Ｐa ·sm 2/s 粘性产生的原因：是由流动流体的内聚力和分子的动量交换所引起的。

牛顿流体：内摩擦力按粘性定律变化的流体。

非牛顿流体：内摩擦力不按粘性定律变化的流体。

四、作用于流体上的力质量力〔体积力〕：其大小与流体质量〔或体积〕成正比的力，称为质量力。

例如重000lim,lim,limy xzm m m F F F Y Z mm m→→→=== 外表力：五、流体静压特性特性一：静止流体的压力沿作用面的内法线方向特性二：静止流体中任意一点的压力大小与作用面的方向无关，只是该点的坐标函数。

六、压力的表示方法和单位绝对压力p abs ：以绝对真空为基准计算的压力。

相对压力p ：以大气压p a 为基准计算计的压力，其值即为绝对压力超过当地大气压的数值。