流体静力平衡方程.ppt

2.6 流体静力平衡方程流体静力平衡方程 流体静力平衡方程的微分式当流体静止时，则vx=0，vy=0，vz=0，且gx=0，gy=0，gz=g按N-S方程简化得：微分式静止流体沿水平方向(x、y方向)上的压力不变，但压力沿高度(z方向)则有变化。压力沿高度方向(z方向)的分布规律静止流体的压力分布方程。说明2.6 流体静力平衡方程流体静力平衡方程2.静止流体的压力分布方程 则2.6 流体静力平衡方程流体静力平衡方程对不可压缩流体(压力分布方程)式中 P静压能；z位能。静止流体的能量平衡方程说明2.6 流体静力平衡方程流体静力平衡方程z=0，基准面上的压力 z，位能，静压能，静压能与位能相互转换 2.6 流体静力平衡方程流体静力平衡方程 流体的静压力 静压力的特性单位面积上的作用力，方向与作用面垂直并指向作用面；任一点上的压力在各个方向上是相同的压力压力是标量总压力是矢量2.6 流体静力平衡方程流体静力平衡方程 静压力的表示方法在国际单位制中，压力的单位为Pa 2.6 流体静力平衡方程流体静力平衡方程 等压面静压力相等的各点所组成的面 作用于静止流体中的任意一点的质量力必然垂直于通过该点的等压面；两种流体处于平衡状态（静止）时，其相互接触且互不相混的流体的分界面必然是等压面；流体只受重力作用时，等压面为平面；当有其它质量力存在时，等压面才可能是曲面。特特性性平面平面曲面曲面2.7 边界层（附面层）概念边界层（附面层）概念1边界层的定义 边界层：流体流入平板表面，由于流体的黏性作用，靠近表面形成速度梯度，具有速度梯度的流体溥层边界层厚度：令时的流体层厚度，以表示，x，2.7 边界层（附面层）概念边界层（附面层）概念边界层边界层紊流边界层：流体惯性力取主导作用层流边界层：流体粘性力取主导作用2.7 边界层（附面层）概念边界层（附面层）概念边界层内流动的判别标准RexRexc 紊流边界层 2.7 边界层（附面层）概念边界层（附面层）概念平板层流边界层的厚度为 平板紊流边界层的厚度为 平板层流底层边界层的厚度为 m2.7 边界层（附面层）概念边界层（附面层）概念3管内流动时的边界层汇合前 汇合后：充分发展了的管流，速度分布不变。紊流核心区+层流底层2.7 边界层（附面层）概念边界层（附面层）概念4曲面边界层流体流过平板或直径相同的管道时，边界层是紧贴壁面的。如果流体流过曲面，如球面、柱面或其他形状物体表面时，在一定条件下都将产生边界层与固体表面的脱离现象，并在脱离处产生旋涡。旋涡产生涡流阻力。边界层脱离与绕流阻力及绕流对流换热密切相关。本章小结本章小结主要内容：流体流动的起因，流体的流动状态，质点与连续介质，微团与控制体，流场特征及分类，流体的质量平衡微分方程（连续性方程），黏性流体的动量平衡方程（纳维-斯托克斯方程），理想流体的动量平衡方程（欧拉方程），伯努利方程及其应用，边界层概念。重点：流体的流动状态，伯努利方程及其应用。难点：黏性流体的动量平衡方程（纳维-斯托克斯方程）。基本要求：掌握自然流动与强制流动，层流与紊流，稳定流动与不稳定流动，黏性动量通量与对流动量通量基本概念，掌握连续性方程及其应用，掌握伯努利方程及其应用，理解纳维-斯托克斯方程的推导方法，掌握边界层概念。作业：习题P83 4-4 4-5