流体力学泵与风机考试复习课件

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1、流体力学，泵与风机研究流体的运动和平衡规律，以及流体与固体之间相互作用的一门科学。换句话说，流体力学的主要任务是研究流体与物体之间的相互作用，以及流体在静止或运动时所遵循的基本规律。流体力学：2目录1.流体的物理性质2.流体的机械能守恒3.流动阻力及管路特性曲线4.流体机械的分类和结构5.流体压力的测量3(1)粘性(2)可压缩性(3)易流动性（即受剪切力作用可产生变形）1.流体的基本物理性质41.1流体作为连续介质的假设在研究宏观的流体流动时不考虑流体分子之间的间隙，而将流体看作是由无数流体质点连续地、无空隙地充满的介质。51.2流体的压力，密

2、度压力：流体垂直作用于单位面积上的力称为流体的静压力，简称压力P（Pa）。其表达式：P=F/A单位：Pa(1Pa=1N/m2)单位换算：1MPa=106Pa1bar=0.1Mpa1mmH2O=0.918Pa1atm=1.0133*105Pa6压力流体的性质（1）流体压力的方向总是于作用面垂直，并指向作用面（2）静止流体内部任意点处的流体静压力在各方向上是相等的。7流体的密度:流体的密度指单位体积流体的质量。密度随流体种类、压力而变化。流体的比体积—流体密度的倒数称为比容。81.3压缩性与膨胀性流体的压缩性：流体受到压缩体积就要变小的特性。在一般工

3、程中，通常把气体作为可压缩流体来处理。流体的膨胀性：物体具有热胀冷缩的性质，流体也不例外，称为流体的膨胀性。91.4流体的粘性μ为比例系数，通常称作动力粘度，是个物性系数，与流体的种类、温度有关。两板间的流体速度u呈线性分布10牛顿内摩擦定律单位面积的摩擦阻力：牛顿内摩擦定律：单位面积的摩擦力与速度梯度成正比，其比例系数为μ。11粘性流体实际流体均具有粘性，即μ≠0，所以实际流体又称为粘性流体。μ＝0的流体则称为理想流体。静止流体，粘性表现不出来，所以对流体力学而言，静止流体既可作为理想流体，也可作为粘性流体。122流体力学基础流动的几个基本概念

4、层流与紊流管内流速分布流体动力学基本方程132.1流体流动的几个基本概念迹线——某一流体质点在一段时间内运动的轨迹。流线―流线是一条空间曲线，在某一瞬时，此曲线上每一点的速度矢量总是在该点与此曲线相切。14流线：在定常流动条件下，任意一流体质点总有自己确定的轨迹，流线不能相交，因为在同一瞬时，同一空间点上不可能有几个流动方向。定常流动时，流线与迹线重合，且流线形状及位置始终不变。而在非定常流动时，流线要随时间变化。15有效截面:若截面与流束中每一流线都正交，此截面称为有效截面。对不同的截面，有效截面可以如图选取。16流量——单位时间通过有效截面的

5、流体量。体积流量m3/s重量流量N/s质量流量kg/s172.2流体的机械能守恒机械能：由流体的位置、压力和运动所决定的位能、压力能和动能。位能：mgz压力能：mp/动能：mv2/2比机械能：1kg流体所具有的位能、压力能和动能的总和。比位能：gz比压力能：p/比动能：v2/218流体的机械能守恒静止流体和运动流体都遵循能量的守恒原理，用一个统一的关系式进行描述。位置1流体比机械能=位置2流体比机械能+1和2间比能量损失19理想流体的伯努利方程如果质量力仅仅是重力f=mgz为单位重量流体具有的位势能，又称位置高度或位置水头；为单位重量流体具有的压

6、强势能，又称压强高度或压强水头；为单位重量流体具有的动能，又称速度水头或动压头。20整个流场所有各点的总机械能为一常数。能量方程中，压强标准要一致。21流体中总水头线是沿程下降的，而测压管水头线可沿程上升、下降或不变。222.3流体动力学基本方程（1）流体流动的连续性方程：流入控制面的流体质量＝流出控制面的流体质量23（2）能量方程理想流体的伯努利方程粘性流体总流的伯努利方程流体力学的基本方程：连续性方程伯努利方程24粘性流体总流的伯努利方程对于粘性流体，由于存在摩擦阻力，耗掉了流体的部分机械能，所以总机械能逐步减少。粘性流体管流，测压管水头线沿

7、程的变化可能上升，下降，或保持不变。25流体流动基本方程的应用求流速求压力同时求流速和压力263流动阻力及管路特性曲线流态的判断流动阻力管路特性曲线273.1层流与紊流:28流动状态的判定雷诺数Re：反映惯性力与粘性力的对比关系临界雷诺数Re层流湍流293.2管内流速分布一般情况下，某一截面（例如：管内流动的某一截面）的流体速度分布并非线性函数，而是曲线分布。30圆管内的速度分布工程计算中,使用界面平均速度v。对于圆管内的层流流动：对于圆管内的湍流流动：313.3管路能量损失粘性流体沿管道流动的总流伯努里方程为hw是粘性流体从截面1流到截面2处，

8、单位重量流体所损失的能量，它等于所有沿程损失和局部损失之和，即：32沿程损失hf是在每段缓变流区域内单位重量流体沿流程的能量损失。λ为沿