工程流体力学总复习资料课件

（总 复 习）工程流体力学（总 复 习）11 流体的概念流体的概念2 流体物理性质流体物理性质3 作用在流体上的力作用在流体上的力第一章 流体及其主要物理性质密度、重度密度、重度压缩性，压缩性，膨胀性，膨胀性，粘性：定义、计算方法、影响因素、单位粘性：定义、计算方法、影响因素、单位定义定义连续介质假设：质点连续介质假设：质点质量力：重力，惯性力（达朗伯原理）质量力：重力，惯性力（达朗伯原理）表面力：压力表面力：压力，剪切力，剪切力4 流体不同分流体不同分类可压缩与不可压缩流体可压缩与不可压缩流体理想与粘性流体理想与粘性流体牛顿与非牛顿流体牛顿与非牛顿流体1 流体的概念2 流体物理性质3 作用在流体上的力第一章21 1、密度（、密度（）：基本公式2、重度（）：3、相对密度（比重）、相对密度（比重）：1、密度（）：基本公式2、重度（）：3、相对密度（比重）34、压缩性 单位：单位：1/Pa6 6、体积弹性系数、体积弹性系数单位：帕（单位：帕（Pa）5、膨胀性 单位：单位：1/C 或或 1/K4、压缩性 单位：1/Pa6、体积弹性系数单位：帕（Pa）47 7、牛顿内摩擦定律、牛顿内摩擦定律粘性切应力粘性切应力粘性切应力粘性切应力适用范围：牛顿流体、层流运动适用范围：牛顿流体、层流运动适用范围：牛顿流体、层流运动适用范围：牛顿流体、层流运动7、牛顿内摩擦定律粘性切应力5压强压强p总压力总压力F（P）1流体平衡微分方程：流体平衡微分方程：意义，全微分形式（压强差公式），意义，全微分形式（压强差公式），等压面，势函数等压面，势函数等压面，势函数等压面，势函数 2流体流体静力学基本方程静力学基本方程 物理意义：比位能、比压能、总比能物理意义：比位能、比压能、总比能 几何意义几何意义:画水头线画水头线 应用：静压强分布图的绘制应用：静压强分布图的绘制 测压计测压计3流体的相对平衡：等压面，流体的相对平衡：等压面，压力分布压力分布4静止流体作用在平面上的总压力：三要素静止流体作用在平面上的总压力：三要素 注意课堂笔记上的说明注意课堂笔记上的说明5静止流体作用在平面上的总压力：压力体画法与求解静止流体作用在平面上的总压力：压力体画法与求解6第二章 流体静力学静压强静压强静压强静压强两两两两 特特特特 性性性性表示：绝对压强、表压强（相对压强）、真空度表示：绝对压强、表压强（相对压强）、真空度表示：绝对压强、表压强（相对压强）、真空度表示：绝对压强、表压强（相对压强）、真空度单位：单位：单位：单位：papa，atat，atmatm测量：液柱测压计测量：液柱测压计测量：液柱测压计测量：液柱测压计大小大小大小大小压力中心压力中心压力中心压力中心方向方向方向方向压强p总压力1流体平衡微分方程：2流体静力学基本方程 6二、基本公式1、流体平衡微分方程式、流体平衡微分方程式2 2、流体平衡微分方程式的全微分形式、流体平衡微分方程式的全微分形式二、基本公式1、流体平衡微分方程式2、流体平衡微分方程式的全73、静力学基本方程式4 4 4 4、平面上的总压力、平面上的总压力、平面上的总压力、平面上的总压力注意课堂笔记上的说明注意课堂笔记上的说明3、静力学基本方程式4、平面上的总压力注意课堂笔记上的说明85 5 5 5、曲面上的总压力、曲面上的总压力、曲面上的总压力、曲面上的总压力注意课堂压力体的说明注意课堂压力体的说明5、曲面上的总压力注意课堂压力体的说明9等压面与自由液面方程：等压面与自由液面方程：等加速水平运动容器中流体的相对平衡等加速水平运动容器中流体的相对平衡压强分布压强分布 匀角速旋转容器中流体的相对平衡匀角速旋转容器中流体的相对平衡 等压面与自由液面方程：等压面与自由液面方程：压强分布压强分布等压面与自由液面方程：等加速水平运动容器中流体的相对平衡压强10第三章第三章 运动学与动力学基础运动学与动力学基础拉格朗日法拉格朗日法拉格朗日法拉格朗日法欧拉法：全加速度欧拉法：全加速度欧拉法：全加速度欧拉法：全加速度运动学运动学运动学运动学概念：稳定流和不稳定流；流线、迹线、流管、流束、概念：稳定流和不稳定流；流线、迹线、流管、流束、概念：稳定流和不稳定流；流线、迹线、流管、流束、概念：稳定流和不稳定流；流线、迹线、流管、流束、总流，流量、断面平均流速总流，流量、断面平均流速总流，流量、断面平均流速总流，流量、断面平均流速动力学基础动力学基础动力学基础动力学基础伯努利方程与应用：节流式流量计、测速管、喷射泵；伯努利方程与应用：节流式流量计、测速管、喷射泵；伯努利方程与应用：节流式流量计、测速管、喷射泵；伯努利方程与应用：节流式流量计、测速管、喷射泵；一元总流的连续性方程一元总流的连续性方程一元总流的连续性方程一元总流的连续性方程+空间连续性方程空间连续性方程空间连续性方程空间连续性方程理想流体运动微分方程（欧拉方程）理想流体运动微分方程（欧拉方程）理想流体运动微分方程（欧拉方程）理想流体运动微分方程（欧拉方程）稳定流动量方程与应用稳定流动量方程与应用稳定流动量方程与应用稳定流动量方程与应用第三章 运动学与动力学基础拉格朗日法运动学概念：稳定流和不11全加速度当地加速度全加速度当地加速度迁移加速度迁移加速度二、基本公式二、基本公式1 1、加加加加速速速速度度度度全加速度当地加速度迁移加速度二、基本公式1、加速度122 2、迹线方程：、迹线方程：、迹线方程：、迹线方程：流线方程：流线方程：流线方程：流线方程：3 3、体积流量：体积流量：体积流量：体积流量：质量流量：质量流量：质量流量：质量流量：重量流量：重量流量：重量流量：重量流量：4 4、断面平均流速：、断面平均流速：、断面平均流速：、断面平均流速：2、迹线方程：4、断面平均流速：135 5、连续性方程、连续性方程、连续性方程、连续性方程质量守恒质量守恒质量守恒质量守恒a a、一元总流的连续性方程、一元总流的连续性方程、一元总流的连续性方程、一元总流的连续性方程一般：一般：一般：一般：C C：b b、空间连续性方程、空间连续性方程、空间连续性方程、空间连续性方程 C C：5、连续性方程质量守恒a、一元总流的连续性方程146 6、理想流体运动微分方程（欧拉方程）、理想流体运动微分方程（欧拉方程）、理想流体运动微分方程（欧拉方程）、理想流体运动微分方程（欧拉方程）注意对比欧拉平注意对比欧拉平衡微分方程和衡微分方程和N-S方程方程6、理想流体运动微分方程（欧拉方程）注意对比欧拉平衡微分方程157、实际流体总流伯努利方程、实际流体总流伯努利方程8 8、节流式流量计流量公式、节流式流量计流量公式、节流式流量计流量公式、节流式流量计流量公式注意动能修正注意动能修正系数意义等系数意义等7、实际流体总流伯努利方程8、节流式流量计流量公式注意动能修169 9、测速管、测速管、测速管、测速管1010、泵的有效功率：、泵的有效功率：、泵的有效功率：、泵的有效功率：N N泵泵泵泵=QH QH（w w）泵的轴功率（额定功率）：泵的轴功率（额定功率）：泵的轴功率（额定功率）：泵的轴功率（额定功率）：注意总压静压动压概念注意总压静压动压概念9、测速管注意总压静压动压概念171111、稳定流动量方程、稳定流动量方程、稳定流动量方程、稳定流动量方程注意应用说明注意应用说明11、稳定流动量方程注意应用说明18第四章 流动阻力和水头损失1阻力产生原因阻力产生原因及分类，及分类，阻力系数阻力系数沿程沿程局部阻力局部阻力=(Re,/d)2.n-s 方程与应用方程与应用3.圆管层流与紊流：各规律圆管层流与紊流：各规律4.因次分析与相似原理因次分析与相似原理第四章 流动阻力和水头损失1阻力产生原因沿程局部阻力=191 1、湿周、湿周、湿周、湿周 、水力半径、水力半径、水力半径、水力半径 R Rh h、非圆管当量直径、非圆管当量直径、非圆管当量直径、非圆管当量直径 d d当当当当2 2、绝对粗糙度、绝对粗糙度、绝对粗糙度、绝对粗糙度、平均粗糙度平均粗糙度平均粗糙度平均粗糙度、相对粗糙度、相对粗糙度、相对粗糙度、相对粗糙度3 3、沿程水头损失、沿程水头损失、沿程水头损失、沿程水头损失h hf f、局部水头损失、局部水头损失、局部水头损失、局部水头损失h hj j 、总水头损失、总水头损失、总水头损失、总水头损失h hw w 4 4、流动阻力产生的原因、流动阻力产生的原因、流动阻力产生的原因、流动阻力产生的原因5 5、层流、紊流、层流、紊流、层流、紊流、层流、紊流6 6、几何相似、运动相似、动力相似、几何相似、运动相似、动力相似、几何相似、运动相似、动力相似、几何相似、运动相似、动力相似7 7、牛顿数、牛顿数、牛顿数、牛顿数、ReRe、FrFr、EuEu8 8、各物理量因次、各物理量因次、各物理量因次、各物理量因次9 9、平均速度、最大速度、脉动速度、时均速度、平均速度、最大速度、脉动速度、时均速度、平均速度、最大速度、脉动速度、时均速度、平均速度、最大速度、脉动速度、时均速度1010、层流边层、水力光滑、水力粗糙、层流边层、水力光滑、水力粗糙、层流边层、水力光滑、水力粗糙、层流边层、水力光滑、水力粗糙一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念1、湿周 、水力半径 Rh、非圆管当量直径 d当201 1、牛顿数：、牛顿数：、牛顿数：、牛顿数：雷诺数：雷诺数：雷诺数：雷诺数：二、基本公式二、基本公式 佛劳德数佛劳德数佛劳德数佛劳德数：欧欧欧欧 拉拉拉拉 数数数数：1、牛顿数：二、基本公式 212、实际流体运动微分方程式、实际流体运动微分方程式NS方程方程2、实际流体运动微分方程式NS方程223、圆管层流计算公式圆管层流计算公式a a、速度分布：速度分布：速度分布：速度分布：最大速度：最大速度：最大速度：最大速度：平均速度：平均速度：平均速度：平均速度：b b、流量：、流量：、流量：、流量：Re Re 2000 20003、圆管层流计算公式a、速度分布：Re 200023c c、切应力：、切应力：、切应力：、切应力：最大切应力：最大切应力：最大切应力：最大切应力：Re Re 2000 2000c、切应力：Re 2000244 4、沿程水头损失、沿程水头损失、沿程水头损失、沿程水头损失达西公式达西公式达西公式达西公式层流区层流区层流区层流区 ：Re Re 20002000水力光滑区：水力光滑区：水力光滑区：水力光滑区：2000 2000ReRe 10 105 5局部水头损失局部水头损失局部水头损失局部水头损失h hw w h hf f+h hj j注意包达公式注意包达公式注意包达公式注意包达公式4、沿程水头损失达西公式hw hf+hj注意25主要内容主要内容长管水力计算长管水力计算短管水力计算短管水力计算孔口出流孔口出流管嘴出流管嘴出流第五章第五章 压力管路的水力计算压力管路的水力计算主要内容长管水力计算短管水力计算孔口出流管嘴出流第五章 压26一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念1 1、压力管路、管路的特性曲线、压力管路、管路的特性曲线、压力管路、管路的特性曲线、压力管路、管路的特性曲线2 2、长管、短管长管、短管长管、短管长管、短管3 3、串并联管路及其水力特性、串并联管路及其水力特性、串并联管路及其水力特性、串并联管路及其水力特性4 4、综合阻力系数、综合阻力系数、综合阻力系数、综合阻力系数5 5、孔口、管嘴、流量系数、流速系数、收缩系数、孔口、管嘴、流量系数、流速系数、收缩系数、孔口、管嘴、流量系数、流速系数、收缩系数、孔口、管嘴、流量系数、流速系数、收缩系数 、作用水头作用水头作用水头作用水头6 6、水击的定义、产生原因、水击波传播过程、分类、水击的定义、产生原因、水击波传播过程、分类、水击的定义、产生原因、水击波传播过程、分类、水击的定义、产生原因、水击波传播过程、分类一、基本概念1、压力管路、管路的特性曲线27二、基本公式二、基本公式二、基本公式二、基本公式1 1、长管、长管、长管、长管2 2、短管、短管、短管、短管二、基本公式28孔口孔口孔口孔口：管嘴管嘴管嘴管嘴：3 3 3 3、孔口和管嘴泄流流量计算公式、孔口和管嘴泄流流量计算公式、孔口和管嘴泄流流量计算公式、孔口和管嘴泄流流量计算公式孔口：3、孔口和管嘴泄流流量计算公式29（1）4 4 4 4、水击的相或相长：、水击的相或相长：、水击的相或相长：、水击的相或相长：水击压力的计算水击压力的计算水击压力的计算水击压力的计算（1）4、水击的相或相长：水击压力的计算30一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念1 1、音速、马赫数、滞止参数、音速、马赫数、滞止参数、音速、马赫数、滞止参数、音速、马赫数、滞止参数2 2、微弱扰动在亚音速、音速、超音速流中的传播微弱扰动在亚音速、音速、超音速流中的传播微弱扰动在亚音速、音速、超音速流中的传播微弱扰动在亚音速、音速、超音速流中的传播3 3、马赫波、马赫锥、马赫角、马赫波、马赫锥、马赫角、马赫波、马赫锥、马赫角、马赫波、马赫锥、马赫角4 4、面积变化对亚音速、音速、超音速气流参数的影响、面积变化对亚音速、音速、超音速气流参数的影响、面积变化对亚音速、音速、超音速气流参数的影响、面积变化对亚音速、音速、超音速气流参数的影响5 5、收缩喷管和拉瓦尔喷管、收缩喷管和拉瓦尔喷管、收缩喷管和拉瓦尔喷管、收缩喷管和拉瓦尔喷管第六章第六章 可压缩气体一元流动可压缩气体一元流动一、基本概念1、音速、马赫数、滞止参数第六章 可压缩气33二、基本公式二、基本公式1 1、理想气体一元稳定流动的基本方程理想气体一元稳定流动的基本方程理想气体一元稳定流动的基本方程理想气体一元稳定流动的基本方程 状态方程、连续方程、能量方程等状态方程、连续方程、能量方程等状态方程、连续方程、能量方程等状态方程、连续方程、能量方程等 2 2、音速、音速、音速、音速 绝热等熵绝热等熵绝热等熵绝热等熵二、基本公式343 3 3 3、马赫数：气体的速度与当地音速之比。、马赫数：气体的速度与当地音速之比。、马赫数：气体的速度与当地音速之比。、马赫数：气体的速度与当地音速之比。可用来衡量气体可压缩性的大小可用来衡量气体可压缩性的大小可用来衡量气体可压缩性的大小可用来衡量气体可压缩性的大小 马赫角马赫角马赫角马赫角 MaMa1 1 1 超音速流动超音速流动超音速流动超音速流动3、马赫数：气体的速度与当地音速之比。可用来衡量气35（1）4 4 4 4、滞止参数：、滞止参数：、滞止参数：、滞止参数：滞止焓、滞止温度、滞止压强、滞止密度等滞止焓、滞止温度、滞止压强、滞止密度等滞止焓、滞止温度、滞止压强、滞止密度等滞止焓、滞止温度、滞止压强、滞止密度等 滞止参数与马赫数的关系滞止参数与马赫数的关系滞止参数与马赫数的关系滞止参数与马赫数的关系5 5、速度与管道面积变化关系、速度与管道面积变化关系、速度与管道面积变化关系、速度与管道面积变化关系（1）4、滞止参数：5、速度与管道面积变化关系36