矿大 流体力学与流体机械 复习知识点
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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)运动规律以及流体与固体之间相互作用的学科。
它在工程、物理、化学、生物等多个领域都有着广泛的应用。
以下是对流体力学一些重要知识点的总结。
一、流体的物理性质1、密度流体的密度是指单位体积流体的质量。
对于液体,其密度通常较为稳定;而气体的密度则会随着压力和温度的变化而显著改变。
2、黏性黏性是流体内部阻碍其相对流动的一种特性。
黏性的大小用黏度来衡量。
牛顿流体遵循牛顿黏性定律,其黏度为常数;非牛顿流体的黏度则随流动条件而变化。
3、压缩性压缩性表示流体在压力作用下体积缩小的性质。
液体的压缩性通常很小,在大多数情况下可以忽略不计;气体的压缩性则较为显著。
二、流体静力学1、压力压力是指流体作用于单位面积上的力。
在静止流体中,压力的大小只与深度和流体的密度有关,遵循静压力基本方程。
2、帕斯卡定律加在密闭液体任一部分的压强,必然按其原来的大小,由液体向各个方向传递。
3、浮力物体在流体中受到的浮力等于排开流体的重量。
三、流体运动学1、流线与迹线流线是在某一瞬时,流场中一系列假想的曲线,曲线上每一点的切线方向都与该点的流速方向相同。
迹线则是某一流体质点在一段时间内运动的轨迹。
2、流量与流速流量是单位时间内通过某一截面的流体体积,流速是流体在单位时间内通过的距离。
四、流体动力学1、连续性方程连续性方程表明,在定常流动中,通过流管各截面的质量流量相等。
2、伯努利方程伯努利方程描述了理想流体在沿流线运动时,压力、速度和高度之间的关系。
其表达式为:\\frac{p}{\rho} +\frac{1}{2}v^2 + gh =\text{常数}\其中,\(p\)为压力,\(\rho\)为流体密度,\(v\)为流速,\(g\)为重力加速度,\(h\)为高度。
3、动量方程动量方程用于研究流体与固体之间的相互作用力。
五、黏性流体的流动1、层流与湍流层流是一种流体质点作有规则、分层的流动;湍流则是流体质点的运动杂乱无章。
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。
1、泵的主要零部件及其作用⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧通的密封阻止大气也泵腔内体沟沟通的密封,另一类是一类是阻止叶轮间液体泵内积效率,防止空气进入轴端密封、):提高容、密封装置(密封环、似一起,作用同压出室相、导叶:与泵壳固定在静压,降低动压形):减速增压、提高、压出室(螺旋形、环向叶轮小阻力损失并均匀的导以最边,将吸水管内的液体):位于第一级叶轮前管形、环形、半螺旋形、吸水室(直锥形、弯能量使液体流经叶轮后增加的机械能传递给液体,式、开式):将原动机、叶轮(封闭式、半开54321 轴端密封方法:①填料密封 ②机械密封 ③迷宫式密封 ④浮动环密封2、风机的主要零部件及其作用①叶轮(封闭式和开式两种):作用是转换能量,产生压头。
②集流器:保证气流均匀地充满叶轮进口,减小流动损失、降低进口涡流噪声③扩散器:作用是降低气流速度,使部分动能转化为压能④进气箱、进口集流器:用于大型离心式风机入口前需要接弯管的场合,改善气流状况,扩大风机使用范围,提高风机调节特性⑤:导流器:通过改变导流器叶片的角度(开度)来改变风机的性能,扩大工作范围和提高调节的经济性离心式通风机的轴向力由止推轴承来平衡3、水泵轴向推力如何平衡:①开平衡孔 ②采用平衡叶片 ③采用双吸叶轮 ④对称布置叶轮⑤加平衡鼓 ⑥加平衡盘 ⑦采用轴向止推轴承 ⑧加径向筋水泵径向力如何平衡: ①采用双层压水室4、为得出理论压头基本方程而做的四点假设:①流过叶轮的液体为理想流体 ②叶轮为理想叶轮,叶片数目无限多,叶片厚度无限薄③流体不可压缩 ④流体流动是定常的5、对四点假设的修正后得到实际流量:①对流量无损失进行修正,考虑机械损失、摩擦、水力损失 ②对叶片无限多进行修正,考虑环流损失③④6、轴流式泵的特点:流量大,扬程低,比转数大,流体沿轴向流入、流出叶轮。
主要部件有:叶轮、轴、导叶、吸入喇叭管等。
7、相似理论的用途:①新产品设计、参数系列化、选型设计 ②相似设计 ③流体机械运行时的控制9、类型特性:类型特性就是代表一类流体机械的性能,是这一类流体机械所具有的共同特征,它与单个机器的尺寸大小和转速无关,所以又称为无因次特性。
流体机械原理知识点总结流体机械是指利用流体流动能量进行能量转换的机械设备。
在工程实践中,流体机械广泛应用于各种领域,如水泵、风力发电机、涡轮等。
流体机械原理是研究流体机械的原理和工作规律的一门学科,对于理解和设计流体机械具有重要的意义。
本文将对流体机械的基本原理和知识点进行总结。
一、流体机械的基本原理1. 流体机械的基本工作原理流体机械利用流体的动能进行能量转换,主要包括两种方式:一种是利用流体的动能产生机械功,如水泵将液体的动能转化为机械能,提高水的压力或提高水的流速;另一种是利用外界机械能来驱动流体,如涡轮利用水流动的动能产生机械功,驱动发电机发电。
在不同的流体机械中,流体的工作形式各异,但其基本原理都是利用流体的动能进行能量转换。
2. 流体机械的工作过程流体机械的工作过程一般包括流体入口、流体动能转换、机械功输出和流体出口四个环节。
流体从入口进入机械设备,经过流体动能转换,将流体的动能转化为机械能,最终输出机械功,然后流体从出口排出。
在不同的流体机械中,其工作过程会有所不同,但都遵循这一基本流程。
3. 流体机械的工作原理流体机械的工作原理主要包括动能原理、能量方程、动量方程等。
在流体机械的研究和设计过程中,需要运用这些原理进行分析和计算,以确保流体机械的性能和效率。
二、流体机械的基本原理知识点1. 流体的性质流体是指能够流动的物质,包括液体和气体。
流体的性质主要包括密度、黏度、压力等。
在流体机械中,需要考虑流体的性质对机械性能的影响,进行合理的选择和设计。
2. 流体的运动流体的运动可以分为定常流和非定常流、层流和湍流等。
在流体机械中,需要考虑流体的运动状态对机械性能的影响,合理选择流体机械的结构和参数。
3. 流体的动能转换流体机械利用流体的动能进行能量转换,主要包括动能转换和机械功输出两个环节。
在流体机械的设计和分析中,需要深入理解流体动能转换的原理和方法,进行合理的设计和优化。
4. 流体机械的性能参数流体机械的性能参数主要包括流量、压力、效率等。
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。
中国矿业大学流体力学复习题(32学时)一、填空题1、流体是一种受任何微小的都会产生连续的物质。
2、牛顿内摩擦定律:,其中的比例系数称为。
3、作用在流体上的力可分为和两类。
4、水力学中,单位质量力是指作用在单位_____ 液体上的质量力。
5、单位质量力的量纲是。
6、对于不同的流体,体积弹性系数的值不同,弹性模量越,流体越不易被压缩。
7、某点处的绝对压强等于该处的减去该处的。
8、某点处的真空等于该处的减去该处的。
9、某点处的相对压强等于该处的减去该处的。
10、根据的大小,粘性流体的流动状态可分为和。
11、根据流体是否有粘性,流体可分为和。
12、根据流动参数随时间的变化,流体流动可分为流动和流动。
13、连续性方程是定律在流体力学上的数学表达形式。
14、总流伯努利方程是在流体力学上的数学表达形式。
15、计算局部阻力的公式为:;计算沿程阻力的公式为:。
16、相似条件包括、和。
17、沿程阻力主要是由于引起的,而局部阻力则主要是由于引起的。
18、连续性方程表示控制体的________守恒。
19、液体随容器作等角速度旋转时,重力和惯性力的合力总是与液体自由面___ _ 。
20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的。
二、简答题1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律,并说明为什么?2、请详细说明作用在流体上的力。
3、简述连续介质假说。
4、何谓不可压缩流体?在什么情况下可以忽略流体的压缩性?5、流体静压力有哪两个重要特征?6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上,如果液深相同,容器底部的面积相同,试问作用于容器底部的总压力是否相同?桌面上受到的容器的作用力是否相同?为什么?7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关?8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体?或者两者都可?为什么?9、叙述帕斯卡原理,试举例说明它在工程中的应用。
10、何谓压力体?压力体由哪些面围成的?11、试述文丘里管测量流量的原理,如果通过文丘里管的流量保持不变,试问管道倾斜放置与水平放置的两种情况,测得差压计的液面高差是否会改变?为什么?12、简述沿程阻力系数随雷诺数的变化规律,并画出其趋势图。
第一章、流体机械概述1、流体机械的定义是什么?它是一种把各类原动机的机械能传递给流体,从而转变为流体的动能、压力能和位能等;或者把流体的动能、压力能、位能和热能转变为其它能量的机械——称之为流体机械。
2、流体机械有那些应用?流体机械广泛地应用于国民经济的各个方面,如农业生产中的灌溉与排涝;采矿工业中的通风与排水;日常生活中的供水、供热、供气;石油工业中的输油和注水等。
3、流体机械的分类方法有那些?1)按能量传递的方式有:速度式:利用高速旋转的叶轮来传递能量。
一般称作叶片式涡轮机、或透平机。
如离心式、轴流式等。
容积式:利用容积的变化来传递能量。
如往复泵(活塞或柱塞泵、隔膜泵)、空压机、回转泵(齿轮式、螺杆式)、水环泵、叶片泵等。
无传动式(非接触式):利用流体的动能给流体传递能量,而无叶轮或柱塞等,如射流泵、水击泵、气泡泵等。
2)按工作介质分有:泵与风机;一般输送液体的流体机械称为泵,输送气体的流体机械称为风机。
但也有例外,抽吸空气的称为真空泵。
3)按介质在旋转叶轮内部的流动方向有:离心式:轴向进入,径向流出。
轴流式:轴向进入,轴向流出。
混流式:在叶轮中斜向流动。
4)按结构形式有:(1)按叶轮数目:单级(只有一个叶轮);多级(有多个叶轮,流体按一定顺序经过各级叶轮);《按柱塞数目:单柱塞,双柱塞,多柱塞》。
(2)按吸入口数目:单吸(一个叶轮只有一个入口,轴流式只能有一个入口);双吸(一个叶轮只有多个入口,轴流式只能有一个入口);单作用(一个往复只有一次吸入和排出);双作用(一个往复有两次吸入和排出)(3)按主轴布置方式:立式,卧式(L型,H型)。
(4)按导流机构形式:导叶式,螺旋式(5)按外壳接缝形式:中开式,分段式5)按产生压力的大小有:(无统一规定)低压;中压;高压。
6)按用途有:主要风机--负责全矿或某一区域的通风;局部风机--负责工作面的通风;主要水泵--负责全矿或某一区域的排水;凿井水泵--负责凿井期间的排水;辅助水泵--负责井底水窝的排水。