流体力学知识点总结.doc

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1、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。ΔFΔPΔTAΔAVτ法向应力pA周围流体作用的表面力切向应力作用于A上的平均压应力作用于A上的平均剪应力应力为A点压应力,即A点的压强法向应力为A点的剪应力切向应力应力的单位是帕斯卡(pa),1pa=1N/㎡,表面力

2、具有传递性。(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huu+duUzydyx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

3、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。(3)压缩性和膨胀性压缩性: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。T一定,dp增大,dv减小膨胀性:流体受热,体积膨胀,密度减小,温度下降后能恢复原状的性质。P一定,dT增大,dV增大A液

4、体的压缩性和膨胀性液体的压缩性用压缩系数表示压缩系数:在一定的温度下,压强增加单位P,液体体积的相对减小值。由于液体受压体积减小,dP与dV异号,加负号,以使к为正值;其值愈大,愈容易压缩。к的单位是“1/Pa”。(平方米每牛)体积弹性模量K是压缩系数的倒数,用K表示,单位是“Pa”液体的热膨胀系数:它表示在一定的压强下,温度增加1度,体积的相对增加率。单位为“1/K”或“1/℃”在一定压强下,体积的变化速度与温度成正比。水的压缩系数和热膨胀系数都很小。P增大水的压缩系数K减小T升高水的膨胀系数增大B气体的压缩性和膨胀性气体具有显著的可压

5、缩性,一般情况下,常用气体(如空气、氮、氧、CO2等)的密度、压强和温度三者之间符合完全气体状态方程,即理想气体状态方程P——气体的绝对压强(Pa);ρ——气体的密度(Kg/cm3);T——气体的热力学温度(K);R——气体常数;在标准状态下,M为气体的分子量,空气的气体常数R=287J/Kg.K。适用范围:当气体在很高的压强,很低温度下,或接近于液态时,其不再适用。第二章流体静力学1静止流体具有的特性(1)应力方向沿作用面的内发现方向。(2)静压强的大小与作用面的方位无关。流体平衡微分方程欧拉在静止流体中,各点单位质量流体所受表面力和质

6、量力相平衡。欧拉方程全微分形式:2等压面:压强相等的空间点构成的面(平面或曲面)。等压面的性质:平衡流体等压面上任一点的质量力恒正交于等压面。由等压面的这一性质,便可根据质量力的方向来判断等压面的形状。质量力只有重力时,因重力的方向铅垂向下,可知等压面是水平面。若重力之外还有其它质量力作用时,等压面是与质量力的合力正交的非水平面。3液体静力学基本方程P0P1P2Z1Z2P—静止液体内部某点的压强h—该点到液面的距离,称淹没深度Z—该点在坐标平面以上的高度P0—液体表面压强,对于液面通大气的开口容器,视为大气压强并以Pa表示推论(1)静压强

7、的大小与液体的体积无关(2)两点的的压强差等于两点之间单位面积垂直液柱的重量(3)平衡状态下,液体内任意压强的变化,等值的传递到其他各点。液体静力学方程三大意义⑴.位置水头z:任一点在基准面以上的位置高度,表示单位重量流体从某一基准面算起所具有的位置势能,简称比位能,或单位位能或位置水头。⑵.压强水头:表示单位重量流体从压强为大气压算起所具有的压强势能,简称比压能或单位压能或压强水头。⑶.测压管水头():单位重量流体的比势能,或单位势能或测压管水头。4压强的度量绝对压强:以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强,以符号pabs表示。(

8、大于0)相对压强:以当地大气压为基准起算的压强,以符号p表示。(可正可负可为0)真空:当流体中某点的绝对压强小于大气压时,则该点为真空,其相对压强必为负值。真空值与相对压强大小相等,正负号相反

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