工程流體力學(xué)課件1流體的概述-資料下載頁(yè)
2025-01-16 03:52本頁(yè)面
【正文】 為水運(yùn)動(dòng)分析的工具理想液體模型 ： ———— 不考慮水的粘度 不可壓縮液體模型： ———— 不考慮水的壓縮性 把水視為沒有粘性，即粘性系數(shù)為零，在分析問題的過程中可以 不考慮粘滯力 的影響，可容易得到液體運(yùn)動(dòng)的一些規(guī)律。然后再對(duì)粘性進(jìn)行專門研究加以 修正 。 液體的壓縮性與膨脹性都很 小 ，在壓強(qiáng)與溫度變化不大，可把液體看作不可壓縮水。 第四節(jié) 作用在流體上的力質(zhì)量力 ： 作用在流體的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上，與流體質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量大小成正比。（如重力、慣性力、電場(chǎng)力）以 單位質(zhì)量的質(zhì)量力表示： fx、 fy、 fz為單位質(zhì)量力在 x、 y、 z三個(gè)方向上的分量。表面力 ： 作用在流體表面上，與作用面的表面面積大小成正比。（如壓力、摩擦力）以 單位面積的表面力表示：p為壓強(qiáng)τ為剪切應(yīng)力（摩擦應(yīng)力）n? 凡談及應(yīng)力，應(yīng)注意明確以下幾個(gè)要素： ① 哪一點(diǎn)的應(yīng)力； ② 哪個(gè)方位作用面上的應(yīng)力； ③ 作用面的哪一側(cè)流體是研究對(duì)象（表面力的受體），從 而決定法線的指向； ④ 應(yīng)力在哪個(gè)方向上的分量。問題 1： 比較重力場(chǎng)（質(zhì)量力只有重力）中，水 和水銀所受的單位質(zhì)量力 f水 和 f水銀 的大??？ A. f水 f水銀 ； C. f水 =f水銀 ； B. f水 f水銀 ； 問題 2： 試問自由落體和加速度 a向 x方向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的液體所受的單位質(zhì)量力大?。?fX fY fZ）分別為多少？ 第五節(jié) 流體力學(xué)的研究方法 和使用領(lǐng)域一 .流體力學(xué)的研究方法 理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值計(jì)算三種方法相互結(jié)合，是互相補(bǔ)充和驗(yàn)證，但又不能互相取代的關(guān)系。基本假設(shè) 數(shù)學(xué)模型 解析表達(dá) 模型試驗(yàn) 量測(cè)數(shù)據(jù) 換算到原型 數(shù)學(xué)模型 數(shù)值模型 數(shù)值解 理論分析實(shí)驗(yàn)研究數(shù)值計(jì)算方 法 優(yōu) 勢(shì) 局 限理論分析 對(duì)流動(dòng)機(jī)理解析表達(dá)，因果關(guān)系清晰，有較好的普適性。 受基本假設(shè)局限，且數(shù)學(xué)難度大，少數(shù)情況下才有解析結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)研究 直接測(cè)量流動(dòng)參數(shù)，解決實(shí)際的復(fù)雜問題，找到經(jīng)驗(yàn)性規(guī)律，并起檢驗(yàn)作用。 成本高，對(duì)量測(cè)技術(shù)要求高，不易改變工況，存在比尺效應(yīng)，普適性差。 數(shù)值計(jì)算 擴(kuò)大理論求解范圍，成本低，易于改變工況，不受比尺限制。 受理論模型和數(shù)值模型局限，仍是近似方法，存在計(jì)算誤差。 三種研究方法的對(duì)比本章作業(yè)習(xí)題 ，習(xí)題 ，習(xí)題 ，習(xí)題 第一章習(xí)題解答 已知某水流流速分布函數(shù)為 ，式中 h為水深， um為液面流速，若距壁面距離為 y，試計(jì)算 y/h=及 。解： 已知粘度計(jì)的內(nèi)外兩圓筒間盛有待測(cè)液體，兩筒間距 δ=3mm，內(nèi)筒 r=20cm，高 h=40cm，內(nèi)筒不動(dòng)，外筒以 ω =10rad/s角速度旋轉(zhuǎn)，內(nèi)筒受到的粘性力對(duì)中心軸的力矩 M=，求該液體的動(dòng)力粘度 μ 。解：兩筒間距很小，速度不大，故考慮液體流速分布為線性。又 M = F ?r 盛水容器以等角速度 ω 繞 中心軸 z 旋轉(zhuǎn)，試寫出位于 A(x,y,z) 處單位質(zhì)量水體所受的質(zhì)量力 。解：由圖分析知xx yr A0α 水暖系統(tǒng)為防止水溫升高時(shí)體積膨脹將水管脹裂，在系統(tǒng)頂部設(shè)膨脹水箱，若系統(tǒng)內(nèi)水的總體積 10m3，加溫前后溫差為 80186。C，水的膨脹系數(shù)為 αV= 1/186。C，求膨脹水箱的最小容積 。解：由
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