流體力學(xué)基礎(chǔ)知識-預(yù)覽頁
【正文】 ，牛頓流體是指在溫度不變的情況下切應(yīng)力τ與流速梯度 成正比，這時粘滯系數(shù)μ為常數(shù)。液體的壓縮性通常用壓縮系數(shù)來表示膨脹性當(dāng)作用于流體上的溫度升高，體積膨脹，溫度降低體積收縮稱為流體的膨脹性。12 流體靜壓強(qiáng)及其分布規(guī)律１． 本節(jié)教學(xué)內(nèi)容和要求 ： 本節(jié)教學(xué)內(nèi)容：（１）靜水壓強(qiáng)的兩個特性及有關(guān)基本概念。（２）掌握靜水壓強(qiáng)基本公式和物理意義，會用基本公式進(jìn)行靜水壓強(qiáng)計算。 重力作用下靜水壓強(qiáng)基本公式和物理意義。（2）流體靜壓強(qiáng)的單位是帕（牛/米2），以Pa表示。 側(cè)面的靜水壓力與軸垂直， 在軸向投影為零。等壓面——流體中壓強(qiáng)相等的點組成的面叫等壓面。a. 絕對壓強(qiáng)——以完全真空作為壓強(qiáng)的起點叫絕對壓強(qiáng)。13 流體運(yùn)動的基本知識 本節(jié)教學(xué)內(nèi)容和要求 ： 本節(jié)教學(xué)內(nèi)容：(1) 液體運(yùn)動的基本概念，包括流線和跡線，元流和總流，過水?dāng)嗝?、流量和斷面平均流?，恒定流和非恒定流，均勻流和非均勻流，漸變流和急變流。（2）掌握并會應(yīng)用恒定總流連續(xù)性方程。2．教學(xué)內(nèi)容和知識要點： 流體運(yùn)動的基本概念:a. 壓力流和無壓流 壓力流：流體在壓差作用下流動，流體整個周圍都和固體筆相接觸，沒有自由表面。雖然自然界的水流絕大部分是非恒定流，但在一定條件下，常將非恒定流簡化為恒定流進(jìn)行討論。對于恒定流，流線的形狀不隨時間而變化，這時流線與跡線互相重合；對于非恒定流，流線形狀隨時間而改變，這時流線與跡線一般不重合。d. 均勻流與非均勻流均勻流：流線是相互平行的直線的流動稱為均勻流。均勻流具有下列特征：1）過水?dāng)嗝鏋槠矫?，且形狀和大小沿程不變?）同一條流線上各點的流速相同，因此各過水?dāng)嗝嫔掀骄魉賤相等；3）同一過水?dāng)嗝嫔细鼽c的測壓管水頭為常數(shù)。過水?dāng)嗝娴男螤羁梢允瞧矫妫ó?dāng)流線是平行的直線時）或曲面（流線為其它形狀）。為了簡化問題的討論，我們引入了斷面平均流速v的概念。Q1=Q2 或 v 1A1= v 2A2 上式說明：任意兩個過水?dāng)嗝娴钠骄魉倥c過水?dāng)嗝娴拿娣e成反比。b. 恒定總流能量方程的意義恒定總流能量方程各項的量綱都是長度量，因此可以用比例線段表示位置水頭、壓強(qiáng)水頭、流速水頭的大小。 假如水流從1斷面流到2斷面的平均水頭損失為hw，流程長度為l，則將單位長度上的水頭損失定義為水力坡度J，它也表示總水頭線的斜率： J是沒有單位的純數(shù)，也稱為無量綱數(shù)。c.. 應(yīng)用恒定總流能量方程的條件和注意事項在推導(dǎo)恒定總流能量方程的過程中曾經(jīng)引入過一些條件，這些條件限制了恒定總流能量方程的使用范圍，同時在應(yīng)用能量方程解決工程實際問題時還必須處理好一些具體事項，現(xiàn)歸納說明如下。2）應(yīng)用恒定總流能量方程需要注意的具體問題 a）為了計算能量方程中的位置水頭，必須確定基準(zhǔn)面。 b）計算壓強(qiáng)水頭 ，既可選擇絕對壓強(qiáng)也可選用相對壓強(qiáng)，但兩個斷面必須選用一致。α值與斷面流速分布有關(guān)，流速分布越均勻，α值趨向于1，斷面流速分布不同，α值也不同。關(guān)于hw的討論和計算也將在第四章專門討論。 （2.）理解雷諾實驗現(xiàn)象和液體流動兩種流態(tài)的特點，掌握層流與紊流的判別方法及雷諾數(shù)Re的物理含義。（2）掌握圓管均勻?qū)恿鞯牧魉俜植?，掌握沿程水頭損失的計算及沿程水頭損失系數(shù)的確定。2．教學(xué)內(nèi)容和知識要點： 水流阻力和水頭損失的兩種形式水流阻力和水頭損失是兩個不同而又相關(guān)聯(lián)的重要概念，確 定它們的性質(zhì)、大小和變化規(guī)律在工程實踐是有十分重要的意義。 （2）根據(jù)邊界條件的不同，可以把水頭損失分為兩類：對于平順的邊界，水頭損失與流程成正比，我們稱為沿程水頭損失，用hf表示；由于局部邊界急劇改變，導(dǎo)致水流結(jié)構(gòu)改變、流速分布調(diào)整并產(chǎn)生旋渦區(qū)，從而引起的水頭損失稱為局部水頭損失，用hj表示。 試驗結(jié)果：液流型態(tài)不同,沿程水頭損失的規(guī)律也不同。實際雷諾數(shù)大于下臨界雷諾數(shù)時就是紊流，小于下臨界雷諾數(shù)時一定是層流。 沿程水頭損失沿程阻力系數(shù)如何確定的問題。本節(jié)需要注意下列問題：（1）尼古拉茲是用人工粗糙管進(jìn)行實驗的，其目的是用粒徑相同的人工砂粘貼在管內(nèi)壁，使原來表面粗糙度Δ不均勻的管道變?yōu)棣ぶ稻鶆蚯业扔谌斯ど傲絛的管道，從而可以通過實驗尋找λ與相對光滑度r0/Δ的關(guān)系。 b）Re較大，δ0 ＜＜ Δ，粗糙突起嚴(yán)重影響紊流核心的運(yùn)動，尼古拉茲實驗結(jié)果表明，λ與Re無關(guān)，只與相對粗糙度Δ/r0有關(guān)，這時為紊流粗糙區(qū)。 b）對于紊流，需要確定紊流的流區(qū)才能選用相應(yīng)公式，但λ值不確定又難以確定流區(qū)。ζ的確定除管道突然擴(kuò)大可以通過理論推導(dǎo)得到，其他主要通過實驗
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