工程流体力学总复习

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流体及其主要物理性质密度、重度压缩性，膨胀性，粘性：定义、计算方法、影响因素、单位定义连续介质假设：质点质量力：重力，惯性力（达朗伯原理）表面力：压力，剪切力4流体不同分类可压缩与不可压缩流体理想与粘性流体牛顿与非牛顿流体1、密度（ρ）：基本公式VMVGg2、重度（γ）：3、相对密度（比重）：水水＝4、压缩性•单位：1/Pa6、体积弹性系数pE1单位：帕（Pa）dpVdVp15、膨胀性dtVdVt1•单位：1/ºC或1/K7、牛顿内摩擦定律dyduAT粘性切应力适用范围：牛顿流体、层流运动dyduAT压强p总压力F（P）1流体平衡微分方程：意义，全微分形式（压强差公式），等压面，势函数2流体静力学基本方程物理意义：比位能、比压能、总比能几何意义:画水头线应用：静压强分布图的绘制测压计3流体的相对平衡：等压面，压力分布4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5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两特性表示：绝对压强、表压强（相对压强）、真空度单位：pa，at，atm测量：液柱测压计大小压力中心方向二、基本公式01xpX01ypY01zpZ1、流体平衡微分方程式2、流体平衡微分方程式的全微分形式)(ZdzYdyXdxdp3、静力学基本方程式Cpzhpp04、平面上的总压力ApAhPccAyJyycccD注意课堂笔记上的说明5、曲面上的总压力xcxcxApAhP压VPz22zxPPPzxPPtan注意课堂压力体的说明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saazxCzxgg压强分布0000()()()sppaxgzappgxzgppzzpph0000()()()sppaxgzappgxzgppzzpph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：压强分布222222221()0()22xdxydygdzzxyCgrzCg222srzg2222022000()22()2()sxyppgzrppgzgppzzpph0000()()()sppaxgzappgxzgppzzpph第三章运动学与动力学基础拉格朗日法欧拉法：全加速度运动学概念：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；一元总流的连续性方程+空间连续性方程稳定流动量方程与应用zuuyuuxuutuaxzxyxxxxzuuyuuxuutuayzyyyxyyzuuyuuxuutuazzzyzxzz全加速度＝当地加速度＋迁移加速度二、基本公式1、加速度2、迹线方程：流线方程：3、体积流量：质量流量：重量流量：dtudzudyudxzyxzyxudzudyudxAudAQQGQM4、断面平均流速：AQAudAVA5、连续性方程——质量守恒a、一元总流的连续性方程一般：ρ＝C：b、空间连续性方程ρ＝C：21QQ222111AVAV0zuyuxutzyx0zuyuxuzyx2211AVAV6、理想流体运动微分方程（欧拉方程）dtduxpXx1dtduypYy1dtduzpZz17、实际流体总流伯努利方程2122222211112gV2gVwhpzpz2122222211112gV2gVwhpzHpz8、节流式流量计流量公式212ppgAQ9、测速管10、泵的有效功率：N泵=QH（w）泵的轴功率（额定功率）：022ppguA泵泵轴NN11、稳定流动量方程zzzyyyxxxFVVQFVVQFVVQ)()()(121212注意应用说明第四章流动阻力和水头损失1阻力产生原因及分类沿程局部阻力gVdLhf22gVhj22λ=λ(Re,Δ/d)2.n-s方程与应用3.圆管层流与紊流：各规律4.因次分析与相似原理1、湿周、水力半径R、非圆管当量直径d当2、绝对粗糙度、平均粗糙度Δ、相对粗糙度3、沿程水头损失hf、局部水头损失hj、总水头损失hw4、流动阻力产生的原因5、层流、紊流6、几何相似、运动相似、动力相似7、牛顿数、Re、Fr、Eu8、各物理量因次9、平均速度、最大速度、脉动速度、时均速度10、层流边层、水力光滑、水力粗糙一、基本概念1、牛顿数：雷诺数：二、基本公式22vlFNe佛劳德数：欧拉数：粘性力惯性力VlRe重力惯性力glVFr2惯性力压力2VpEu2、实际流体运动微分方程式——N－S方程dtduzuyuxuxpXxxxx2222221dtduzuyuxuypYyyyy2222221dtduzuyuxuzpZzzzz22222213、圆管层流计算公式a、速度分布：最大速度：平均速度：b、流量：Re≤2000224rRLpuLpDRLpurm164,022lpDQ1284232max2ulpDAQVc、切应力：最大切应力：rLp2RLp20Re≤2000紊流u层流u4、沿程水头损失——达西公式层流区：Re≤2000水力光滑区：2000Re≤105局部水头损失gVdLhf22Re6425.0Re3164.0hw＝∑hf+∑hjgVhj22注意包达公式短管水力计算孔口出流管嘴出流主要内容5-2长管水力计算5-3短管水力计算5-4孔口和管嘴泄流串、并联与分支管路水力特性与计算5-1管路特性曲线简单管路的三类水力计算管嘴泄流圆形薄壁孔口自由出流圆形薄壁孔口淹没出流综合阻力系数与短管水力计算第五章压力管路的水力计算一、基本概念1、压力管路、管路的特性曲线2、长管、短管3、串并联管路及其水力特性4、综合阻力系数5、孔口、管嘴、流量系数、流速系数、收缩系数、作用水头6、水击的定义、产生原因、水击波传播过程、分类二、基本公式1、长管2、短管2211AVAVfhpzpz2211＝gVDLhf22gVhhhcjfw22出口whgVpzgVpz2222221121＝VDVDRe孔口：管嘴：3、孔口和管嘴泄流流量计算公式02gHAQ＝82.0管嘴62.0孔口gVppHH2202001.30.75QQQQ孔孔管管或（1）cl204、水击的相或相长：水击压力的计算0cup一、基本概念1、音速、马赫数、滞止参数2、微弱扰动在亚音速、音速、超音速流中的传播3、马赫波、马赫锥、马赫角4、面积变化对亚音速、音速、超音速气流参数的影响5、收缩喷管和拉瓦尔喷管第六章可压缩气体一元流动二、基本公式1、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2、音速绝热等熵EddpckRTC3、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马赫角kRTVCVMaMa1亚音速流动Ma=1音速（跨音速）Ma1超音速流动Ma1sin（1）4、滞止参数：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5、速度与管道面积变化关系AdAMaVdV112