《流体力学基本知识》PPT课件

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1、基础篇第一章流体力学基本知识7/24/20211一、流体的概念液体和气体易于流动，统称为流体。二、流体力学的概念研究流体平衡与运动的力学规律及其应用的科学7/24/20212三、流体的主要物理性质1、密度及比容：物体单位容积所具有的质量称为密度；而密度的倒数即单位质量的容积称为比容7/24/202132、容重或重度物体单位容积的重量7/24/202143、流体的压缩性及膨胀性1）压缩性：流体的容积与压强的变化成反比的性质2）膨胀性：容积与温度变化成比例的性质7/24/20215液体的压缩性及膨胀性很小、在很多工程技术常忽略不

2、计，对工程计算误差影响甚小。但在热水工程中为了保证运行安全，还是应考虑其膨胀性，如在热水工程中设膨胀水箱、安全阀等。7/24/20216气体具有显著的压缩性和膨脓性，其容重、压强和热力学温度三者的关系如下式：对于流速较低的气体，在压强及温度变化不大时，其容重的变化也比较小，在一般工程应用中可视为常数。7/24/202174、易流性流体的形状随容器形状的不同而改变，这是由于流体不能承受剪力所形成的，这种性质称为易流性。液体在重力作用下．由高处向低处流，易流性是改变液体运动状态的主要因素。7/24/202185、粘滞性流体在运动

3、中，由于分子问的动量交换和分子间的作用力会引起内摩擦阻力，这种性质称为流体的粘滞性。粘滞性的大小随流体的种类及所处的外界条件而不同。例如流体中的水与重油，温度的高低都影响其粘滞性的变化。牛顿试验研究提出与粘滞性有关的内摩擦定律为7/24/202197/24/2021107/24/202111四、计量单位1、国际单位1）基本单位：长度、质量、时间、热力学温度、物质的量、电流和发光强度7种物理量的单位。其中与流体力学及传热学有关的是前5种相应的单位名称和符号为米(m)、千克(kg)、秒(s)、开尔文（k）、摩[尔](mol)，7

4、/24/2021122）导出量和导出单位均以基本量和基本单位表示，如速度为m／s、密度为kg／m3、耗热量为w等。.7/24/2021132、工程单位1）基本单位工程单位以力(kg)、长度(m)及时间(s)三个物理量为基本量其他的物理单位均以基本量表示如密度为kg／m3、速度为m／s、容重为kg／m3、压强为kg／cm2及热量(cal)等7/24/202114第二章流体静力学一、流体静力学概念研究流体静止或平衡时的力学规律及其工程应用的科学。由于静止流体无相对速度，不呈现粘滞性，不存在切力，也不能承受拉力，故其所受的力只能是

5、压力。7/24/202115二、压强在静水中，取一微小面积Δw,其上作用静水压力ΔP，则面积上的平均压强7/24/2021167/24/202117三、静止流体压强的两个特性：(1)静止压强的方向必然沿着作用面的内法线方向，即垂直指向作用面。这是因为静止流体内的应力只能是压应力；(2)流体中任一点静水压强的大小与作用的方向无关。换言之，一点上各个方向的压强均相等。这是因为静止流体中某一点受四面八方的压应力而达到平衡。7/24/202118四、流体静力学基本方程7/24/2021197/24/202120第三章流体动力学一、动

6、力学的基本原理流体动力学是研究流体运动规律的科学。在流体静力学中．压强只与水深有关，或者说与所处空间位置有关在流体动力学中，压强还与运动情况有关7/24/202121二、流体运动的基本概念流体运动是由无数流体质点的运动所组成的，且各质点之间都有力相互作用，质点上的力和其本身的运动存在一定的规律性，找到其原因，就可以解决运动中的问题。下边介绍流体运动中的几个基本概念。7/24/2021221、流线液流中同一瞬间由许多质点组成的曲线，该曲线上任一点的切线方向就是该点的流速方向，它形象地描绘了该瞬时整个液流的流动情况(图3—1)7

7、/24/2021232、流管在液流中取一封闭垂直于流向的平面，在其中划出权微小面积，则其周边上各点的流线构成流管3、流束流管内流线的总和4、股流充满流管内的流体7/24/2021245、过流断面在股流上垂直于所有流线的截面。其形状随流线形状而定．可能是平面或曲面。6、元流与总流过流断面为无限小时的流束称为元流过流断面为有限大时的流束称为总流。7/24/202125三、流体运动的分类流体运动受其物性和边界条件的影响呈现复杂的运动情况。常根据运动特点对其进行分类。7/24/2021261．根据流动要素(流速与压强)与流行时间分类

8、1）恒定流流场内任一点的流速与压强不随时间变化，而仅与所处位置有关的流体流动称为恒定流。在这种流动中．流线与质点运动的轨迹相重合。2）非恒定流运动流体各质点的流动要素随时间而改变的运动则称为非恒定流，水位随水的放出而不断改变的水流运动。非恒定流的情况较复杂，以后一般问题多为恒定流的。7/2