中国石油大学流体力学总复习剖析ppt课件.ppt

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1、流体力学总复习12013.6.5国航成都飞广州CA4307航班起飞40分钟后，雷达罩被外物撞击，导致返航。CA4307广州航班刚起飞，疑似遭鸟击，机组迅速返航，更换飞机后重新起飞，安抵广州。2第一节、流体的基本概念第二节、流体的主要物理性质第三节、作用在流体上的力第一章、流体及其物理性质3一、流体的概念和特点二、连续介质假设1.流体质点（流体微元）2.连续介质假设第一节、流体的基本概念4第二节、流体的主要物理性质一、密度液体的相对密度二、重度三、压缩性和膨胀性1.压缩性2.膨胀性3.可压缩流体与不可压缩

2、流体5第二节、流体的主要物理性质四、粘性1.概念2.牛顿内摩擦定律5及适用条件3.粘性产生的原因及温度对粘性的影响4.粘度五、表面张力特性6第三节、作用在流体上的力一、质量力（远程力）单位质量力二、表面力（近程力）表面应力切（向）应力法（向）应力7圆筒形盛水容器绕中心轴等角速旋转，写出图中A(x,y,z)处流体质点的单位质量力表达式。xyzωA(x,y,z)θ8液体与气体力学性质的比较共同点（宏观）不同点（宏微观）形状易流动性受力特性体积分子间距粘性液体不固定有只能受压固定较小较大，随温度升高而降低气体

3、不固定有只能受压不固定较大较小，随温度升高而升高9§2.1流体静压力及其特性一、流体静压强基本特性二、分析思路：四步法三、压强的表示方法和计量1.绝对压强、相对压强、真空度2.压强的计量10§2.2流体平衡微分方程式一、流体平衡微分方程式推导及方法方程意义适用条件二、平衡综合式综合式等压面定义、方程、性质11一、流体静力学基本方程式1.几何意义2.物理意义3.适用条件§2.3重力作用下的流体平衡12a§2.4小结（液体做等加速水平直线运动）压力分布规律：等压面特征：1.等压面是一系列倾斜平面。2.等压面

4、的斜率：3.自由液面是等压面，其方程：ga1xoz13§2.4小结（液体做匀角速旋转运动）压力分布规律等压面特征：1.等压面是一系列同轴旋转抛物面。2.等压面与质量力的关系：正交3.自由液面是等压面，其方程：oωyz14§2.5小结（静止流体作用在平面上的液体总压力）总压力的大小方向：垂直指向作用面作用点xAyCChChydPdAyoα15小结（§2.6静止流体作用在曲面上的总压力）总压力的大小：分解-合成方向：垂直指向作用面作用线一定通过水平分力与铅垂分力的交点。PPxPzzxoyAzDAx16§3.

5、1研究流体运动的两种方法一、拉格朗日法（随体法）思路拉格朗日变数二、欧拉法（当地法、空间法）思路欧拉变数全加速度全加速度=当地加速度＋迁移加速度17§3.2流体运动的基本概念一、定常流动与不定常流动二、均匀流与非均匀流三、一维流、二维流和三维流四、迹线与流线五、流管、流束、总流六、有效断面、流量和断面平均流速18§3.3连续性方程一、一维流动的连续性方程不可压缩定常流二、有分支流动的一维连续性方程三、三维流动的连续性方程不可压缩定常流可压缩定常流19§3.4理想流体运动微分方程适用条件物理意义一、欧拉运

6、动微分方程20§3.4理想流体运动微分方程二、理想流体流线上的伯诺利方程适用条件物理意义几何意义21§3.5定常总流的伯诺利方程水头损失定常总流的伯诺利方程适用条件物理意义缓变流及其特性动能修正系数α22§3.6泵对液流能量的增加二、泵的主要性能参数扬程H流量Q安装高度Hs：泵轴心到液面的垂直距离。泵功率（有效功率）一、有能量输入的伯诺利方程23物理意义适用条件七、定常总流的动量方程24§4.1管路中流动阻力产生的原因及分类一、流动阻力产生原因外因：水力半径、壁面粗糙度、长度内因：粘性和惯性二、流动阻力

7、和水头损失分类水头损失分类沿程水头损失和局部水头损失25三、两种流动状态——层流和紊流流态可分为层流和紊流；雷诺实验流态判别准则：雷诺数雷诺数的定义：26常用力学相似准则主导力表达式相似准数表达式重力Fr(Froude)：惯性力/重力粘性力Re(Reynolds)：惯性力/粘性力压力Eu(Euler)：压力/惯性力弹性力Ma(Mach)：惯性力/弹性力表面张力Wb(Weber)：惯性力/表面张力惯性力St(Stronahl):迁移惯性力/当地惯性力27§4.5圆管层流分析一、圆管层流运动规律分析1.圆管

8、流动的切应力分布2.圆管层流的速度分布3.圆管层流的流量——哈根－泊肃叶公式4.圆管层流的沿程水头损失计算——达西公式二、N-S方程求解层流运动连续性方程N-S方程28§4.6圆管紊流运动紊流的结构与速度分布粘性底层——速度近似直线分布过渡区紊流核心区——对数分布或指数分布水力光滑？水力粗糙？29小结——圆管紊流运动规律沿程损失系数与流态分区紊流水力光滑区混合摩擦区水力粗糙区（阻力平方区）30§4.8局部水头损失的计算1.突扩管路的局部损失