2022年流体力学复习资料,亲自整理.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思第一章 绪论1.重度：指流体单位体积所受的重力,以0 表示；dG对于非均质流体：lim VGVdV对于均质流体：GmggVV单位 :牛/ 米 3（N/m3 ）不同流体 、 不同,同一流体 、 随温度和压强而变化；在 1 标准大气压下：表 1.1P5 蒸馏水： 4oC,密度 1000kg/m3 ,重度 9800 N/m3 ；水银： 0oC,密度 13600kg/m3 ,重度 133280 N/m3 ；空气： 20oC,密度 1.2kg/m3 ,重度 11.76N/m3 ；2. 粘性流体平稳时不能抗击剪切力,即

2、平稳时流体内部不存在切应力；流体在运动状态下具有抗击剪切变形才能的性质,称为粘性；内摩擦切应力 T/A T=F A 为平板与流体的接触面积；粘性只有在流体运动时才显示出来,处于静止状态的流体,粘性不表现有任何作用；名师归纳总结 由牛顿流体的条件可知,如流体速度为线性分布（板距h、速度 u0 不大）第 1 页,共 45 页板间 y 处的流速为：u uu 0h0y切应力为：h系数 称为流体的动力粘性系数、动力粘度、肯定粘度；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思如流体速度u 为非线性分布du dy流体内摩擦切应力 ：凡是内

3、摩擦力按该定律变化的流体称为牛顿流体,如空气、水、石油等；否就为非牛顿流 体；牛顿流体 切应力与速度梯度是通过原点的线性关系；非牛顿流体 塑性流体：如牙膏、凝胶等 有一初始应力,克服该应力后其切应力才与速度梯度成正比；假塑性流体：如新拌混凝土、泥石流、泥浆、纸浆速度梯度较小时,速度梯度较大时, 对速度梯度变化率较大； 对速度梯度的变化率逐步降低；胀塑性流体：如乳化液、油漆、油墨等3.速度梯度较小时, 对速度梯度变化率较小；速度梯度较大时, 对速度梯度的变化率渐变大；流体的运动粘度是动力粘性系数 与其密度 之比,用 表示如两种流体密度相差不多,单从 值不好判定两者粘性大小；只适用于判别同一流体（

4、密度近似恒定）温度、压强不同时粘性变化；动力粘度 的单位是牛 秒/ 米 2（Ns/m2）或帕 秒（ Pas）；运动粘度 的单位是米2/秒（ m2/s）；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思液体和气体的粘度变化规律截然不同：液体的运动粘度系数随温度上升而减小 ; 气体的运动粘性系数随温度上升而增大；缘由：两者粘性产生的缘由不同 液体产生粘性的主要缘由是液体分子间的内聚力（引力）,分子间距小,内聚力较强,阻挡质点间相对滑动而产生内摩擦力,表现液体粘性；当温度上升时,分子间距增大,分子

5、间内聚力减小,阻挡相对滑动 的内摩擦力减小,所以粘性减小；气体产生粘性的主要缘由是气体分子不规章热运动,在相邻流体层间发 生动量的交换,阻挡质点间相对滑动,出现出粘性；当温度上升时,气体分子不规章热运动增强,分子交换频繁,动量 交换加剧,阻挡相对滑动的内摩擦力增大,所以粘性增大；粘性只有在流体运动时才显示出来,处于静止状态的流体,粘性不表现有任何作用；抱负流体：一种假想的无粘性的流体, =0；实际不存在,只是一种假想的物理模型；认为流体在运动时不存在内摩擦力；流体力学的讨论方法：将实际流体假想为抱负流体,找出运动规律后,再考虑粘性影响,修正后用于实际流体；4. 压缩性和膨胀性流体的密度、体积会

6、随着温度、压强的变化而转变；温度肯定时,流体体积随压强的增加而缩小的特性称为 流体的压缩性 ；压强肯定时,流体体积随温度的上升而增大的特性称为 流体的膨胀性 ；液体压缩性大小以体积压缩系数 p 表示 当温度肯定时,每增加单位压强所引起的体积相对变化量dV V1dV2/ 牛 p 永为正值；2dp dp V dp 米由于压强增加,体积减小,故冠以负号,使也可用密度 的变化代替体积V 的变化dVm因 m/V, 当液体质量m 为定值时,有1dV1m2d1d就：pV dpmdpdp弹性模量 E：体积压缩系数的倒数1Ep名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 45 页精选学习资料 - -

7、- - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思液体的膨胀性大小用体积膨胀系数 t 表示 当压强肯定时,每增加单位温度所产生的体积相对变化量,即tdV V1dV1/ oC dtV dt压强与温度的变化,引起气体体积的显著变化,密度或重度也随之变化；其关系用完全气体状态方程表示pVmRTpRT,牛 米 / 千克 开；p 为气体的肯定压强,牛/ 米 2；T 为气体的肯定温度,K；8314R为气体常数,RM干燥空气分子量 29,R287；中等潮湿空气 R288；为讨论问题便利,将流体的压缩系数和膨胀系数都看作零,为 不行压缩流体 ；该流体的体积与温度、压强无关,其密度和重度为恒定常

8、数；肯定不行压缩流体不存在；欧拉提出了流体的 连续介质假说 ：采纳连续介质作为流体宏观流淌模型 即不考虑流体分子的存在,将真实流体看成是由无限多流体质点组成的稠密、无间隙的连 续介质 流体质点 ：指流体中宏观尺寸特别小而微观尺寸又足够大的任意一个物理实体；名师归纳总结 概念要点： 1、宏观尺寸特别2、小微观尺寸足够3、在任何时刻都具有肯定的宏观第 4 页,共 45 页物理量4、质点与质点之间没有间隙,流体质点的外形可任意划定；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思其次章 流体静力学流体静力学讨论流体在外力作用下处于平稳

9、状态时的力学规律及其在工程实际中的应用；1 质量力：作用在所讨论流体的每个质点（或微团质量中心）上,并与质量成正比的力；质量力不是通过两种物质的直接接触施加,又称长程力；对于均质流体,质量力与流体体积成正比,又称体积力；最常见的质量力：重力、惯性力；单位质量力：单位质量流体所承担的质量力；名师归纳总结 对于均质流体：m流体总质量；G总质量力 ; 第 5 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思X、Y、Z单位质量力在直角坐标轴三个方向重量,即单位质量分力X G m x Y Gm y Z G m z单位： m

10、/s2,与加速度的单位相同；2、表面力 表面力：相邻流体或固体作用于流体的表面、大小与作用面积成比例的力；与流体直接接触的其他物体（流体、固体）的作用而产生,又称接触力、近程力；包括 压应力（压强）和摩擦应力；对于平稳流体：不存在切向摩擦力；只有沿受压表面内法线方向的压力,称为流体静压力；流体静压强的特性：1流体静压强的方向必定重合于受力面的内法线方向；2平稳流体中任意点的静压强值只由该点的位置坐标打算,而与该压强的作用方向无关；流体中任意质点各个方向受到的压强值大小相等欧拉平稳微分方程,沿X Y Z 方向分别为：dpXdxYdyZdz压强微分方程；欧拉平稳微分方程的综合形式用此式可求压强；等

11、压面的性质：1）等压面为等势面 2）等压面与单位质量力垂直等压面方程XdxYdyZdz0静止液体中压强分布规律单位质量力在各轴上的投影为：X = 0 Y=0 Z=-g z 1p 1dpz 2Ydyp2有：Zdz代入压强微分方程Xdx名师归纳总结 dpgdzgdzdz第 6 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思积分得：zpc（静止液体中压强的分布规律,称流体静力学基本方程；）求各点压强：pp0h肯定压强、相对压强、真空度实际运算中常采纳两种方法计量压强值：肯定压强和相对压强；1 肯定压强以肯定真空或完全

12、真空为零点计量的压强,hppah表示压强的全部值,即ppa2 相对压强（表压强）p以当时当地大气压强pa 为零点计量的压强；3 真空度肯定压强总是正值,相对压强有正有负；如某点肯定压强小于大气压强,说明该点存在真空；肯定压强小于当地大气压强的数值就是真空度pv ；p vp ap存在真空的点,相对压强为负值,真空度为正值；真空有时也称为负压；流体静力学基本方程的几何意义与能量意义几何意义名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思zA,z B,z C,zD位置水头pApB测压管高度或相对压

13、强高度pCpD静压高度或肯定压强高度相对压强高度与肯定压强高度,均称压强水头；位置高度与测压管高度之和如z Cz ACpA,称为测压管水头；位置高度与静压高度之和p,静压水头；静止液体中各点位置水头和测压管高度可相互转换,但各点测压管水头却永久相等,即 敞口测压管最高液面处于同一水平面测压管水头面；静止液体中各位置水头和静压高度亦可相互转换,但各点静压水头永久相等,即闭口玻 璃管最高液面处在同一水平面静压水头面；能量意义（物理意义）名师归纳总结 zpz比位能,单位重量液体对基准面O-O 的位能第 8 页,共 45 页p比压能,单位重量液体所具有的压力能比势能,单位重量液体对基准面具有的势能-

14、- - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思意义 ：在同一静止液体中,各点处比位能可以不等,比压能也可不同,但其比位能与比压 能可相互转化,比势能总相等,是常量；能量守恒定律在静止液体中的表达；标准大气压（ atm）1atm 760mm 汞柱 1.01325 10 5Pa10.3m 水柱工程大气压（ at）1at735.6mm 汞柱 9.8 10 4Pa10m 水柱1bar 0.987atm 倾斜测压管： （斜管压力计）p 1测微压,用于测量p1、p2的压差；hp 2hp2lsin通常 为固定值,如量得l 值,即可运算出压强；金

15、属压力表用于测定较大的压强,是测量压强的主要仪器 优点：携带便利、装置简洁、安装简洁、测读便利、经久耐用；构造：常用的一种弹簧测压计,见右图；原理：其内装有一端开口、一端封闭的黄铜管,开口端与被测液体连通,测压时由于压强 作用,黄铜管随压强增加而舒展,从而带动封闭端所连的扇形齿轮带动指针偏转,表盘上显示的就是液体相对压强值；平面壁上的总压力（留意坐标系的建立方法,以液面为基础建立x 轴；）名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思总压力：Ph A c总压力的作用点（压力中心）名师归纳总

16、结 z Dz cIc（记住常见的受压面的转动惯量）第 10 页,共 45 页z A- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思第三章 流体动力学1、迹线拉格朗日法指流体质点的运动轨迹,表示流体质点在一段时间内的运动情形；如

17、图曲线 AB 就是质点 M 的迹线；在迹线上取一微元长度dl,表示该质点在dt 时间内的位移微元,就速度在各轴的重量为名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思uxdxdtuydydxdydzdtdtuzdzdt就可得到迹线的轨迹微分方程为：uxuyuz2、流线欧拉法指在流场中某一瞬时作出的一条空间曲线,使同一时刻在该曲线上各位置的流体质点所具有的流速方向与曲线在该位置的切线方向重合；流 线 仅 表 示 某 一 瞬 时 , 处 在 这 一 流 线 各 位 置 上 的 各 流 体 质

18、点 的 运 动 情 况流线的重要特点：同一时刻的不同流线,相互不行能相交；流线的微分方程：dxdydzuxuyuz流 线 是 某 一 瞬 时 处 在 流 线 上 的 无 数 流 体 质 点 的 运 动 情 况 , 时 间 是 参 变 量 ；迹线就是一个质点在一段时间内运动的轨迹,时间是自变量；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思定常流淌流场中,流体质点的一切运动要素都不随时间变化,只是坐标的函数,这种流淌为定常流 动 如容器中水位保持不变的出水孔口处的流体的稳固泄流,是定常流淌

19、,其流速和压强不随 时间变化,为外形肯定的射流；如离心式水泵,如其转速肯定,就吸水管中流体运动是定常流淌 工程中大部分流体运动均可近似看作定常流淌非定常流淌流体质点的运动要素是时间和坐标的函数非定常流淌 如 p = px,y,z,t u = ux,y,z,t 如容器中的水位不断下降,经孔口流出的液体速度和压强等随时间而变化,其孔口出流是 非定常流淌；过流断面名师归纳总结 与微小流束或总流中各条流线相垂直的横断面,称为此微小流束或总流的过流断面又称过第 15 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思水断面

20、一般来说,过流断面上各点的运动要素是不等的；但对于微元流束的同一过流断面上各点的运动要素在同一时刻可认为相等；流量：单位时间内通过过流断面的流体量体积流量 Q 质量流量 M Q=M/ ：过流断面面积与流速的乘积微元流束的体积流量dQ Dq=udA 总流的体积流量 Q：同一过流断面上全部微小流束的流量和Q= udA流速：点速、均速均速：体积流量与过水断面面积的比值定 常 流 动vQ AAudA随 时 间改 变 , 流 线 与 迹线 重 合；A中 , 流线 形 状 不非定常流淌中,流线的外形随时间转变,流线与迹线不重合名师归纳总结 液体的平均流速为：vQAudAuz0第 16 页,共 45 页AA

21、对于均质不行压缩流体（ 为常数）流体的连续性方程为：u xuyxyz- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思总流的连续性方程：对于不行压缩的密度不变的流体,它的通过每个截面的总流量相等,即：Q 1Q2v A 1v A 2物理意义：不行压缩流体做定常流淌时,总流的体积流量保持不变；各过水断面平均流速与过水断面面积成反比,即过水断面面积 处,流速 ；过水断面面积 处,流速 ；如沿程有流量流入或流出,总流的连续性方程仍旧适用,只是形式有所不同；Q 4Q 3Q 1Q 2,v A 3v A 1v A 2v A 2Q544Q4Q 5

22、Q 1Q 2,v A 4v A 5v A 113Q3Q112Q23552不行压缩无粘性流淌的伯努利方程：对于同一流线上任意两点,有z 1p 12 u 1z 2p22 u 2z 1p 1u2 1z 2p2u22h l2g2g粘性流体运动的伯努利方程：2g2gZ 单位重量流体流经给定点时具有的位置势能,比位能up单位重量流体流经给定点时具有的压力势能,比压能2单位重量流体流经给定点具有的动能,比动能2g lh单位重量流体在流淌过程中损耗的机械能,能量缺失单位重量流体的总势能,比势能名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读

23、书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思能量意义 ：无粘性流体运动的伯努利方程说明单位重量无粘性流体沿流线自位 置 1 到位置 2 时,其位能、压能、动能可能有变化,或相互转化,但其总和（总 比能）不变；伯努利方程是能量守恒与转换原理在流体力学中的表达；粘性流体运动的伯努利方程说明单位重量粘性流体沿流线自位置 1 到位置 2 时,各项能量可能有变化,或相互转化,而且其总机械能也有缺失；总流的伯努力方程 ：有能量输入输出的伯努利方程 : 在两过流断面间有泵、风机或水轮机等流体机械,有能量的输入或输出时,此部分能量用E 表示泵或风机：对流体作功,输入能量,E前正号 水轮机：流体对机械作功,输出能量,E

24、 前负号流量分流或汇流的伯努利方程在两过流断面间有 流量的汇入h 1 311Q133Q3z 1p 12 1 1 vz 3p 32 3 v 32 g2g2Q232z 2p 222 v 2z 3p 332 v 3h l2 32g2 g在两过流断面间有 流量的分出名师归纳总结 z 1p 12 1 1 vz 2p22v2h l1 21Q1Q23Q3第 18 页,共 45 页22g2gz 1p 12 1 1 vz 3p 33 v2 3h1 31222g2g- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 - - - - - -

25、 -第 19 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思抱负情形流量QQ 0Q 0Av 1 1 42 D khh实际流量2 D k4 流量计流量系数,值与管子材料、尺寸、加工精度、安装质量、流体的粘性及流速等有关,只能通过试验确定；一般, 约为 0.95 0.98 ；定常流淌总流的动量方程名师归纳总结 F xQ v2xv 1x第 20 页,共 45 页FyQ v2yv 1yF zQ v2zv 1z- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思射流在平板的冲击力名师归

26、纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思第四章 粘性流体运动及其阻力运算湿周： 过水断面液体与固体边界相接触的周界长 水力半径 R RAhf 表示,布满流体的圆管：RA2r2rr2布满流体的正方形管 RAa2a4a4沿程阻力（水头）缺失：克服沿程阻力而引起的能量缺失或水头缺失,与流程长度成正比；局部阻力（水头）缺失：克服局部阻力而引起的水头缺失,hr 表示；vc 表雷诺试验中,由层流状态转变为紊流状态时的速度称为上临界流速,用示；由紊流状态转变为层流状态时的速度称下临界流速,用vc 表示

27、；且试验证明vc vc雷诺数 Re Revdvd转变水流的运动状态,由雷诺公式可知,可以转变温度从而变化粘度,仍可以转变圆管的直径和流速；名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思分析层流运动的两种方法（只把握其中一种,简洁的）圆管层流的速度分布 :名师归纳总结 r0 时管轴上的流速,即最大流速umax4p lR2pr第 23 页,共 45 页依据牛顿内摩擦定律可知：切应力duydrl2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐

28、进 ,熟读而精思此式说明在圆管层流的过流断面上,切应力与半径成正比,切应力的分布规律如图,称为切应力的 K字形分布；当 rR 时,可得管壁处的切应力为0pR 2 ldA2 rdr,流量在半径 r 处取厚度 dr 的微小圆环,断面积QAu dAR4p2 Rr2 2rdrpR 4pd40l8l128l圆管中均速umax2v,圆管层流中最大速度是均速 的 2 倍,其速度分布很不匀称；等径管路的沿程缺失是管路两端压强水头差hfp8lv32lvR2d2工程中,圆管中沿程水头缺失习惯表示为64称层流的沿程阻力系数或摩阻系数,仅与Re 有关；Re圆管层流速度的抛物线规律不是刚入管口就马上形成,而是经过一段距

29、离,这段距离叫层 流起始段；起始段内,过流断面上的均速不断向抛物面分布规律转化,故起始段内流体的内摩擦力大名师归纳总结 于完全扩展了的层流流体内摩擦力64 中 64 大；Re第 24 页,共 45 页反映在沿程阻力系数上,比公式- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思紊流紊流结构由层流底（边）层、过渡区及紊流区三部分组成层流底层 紧贴管壁厚度为 的作层流运动的流体层紊流区（紊流核心或流核）紊流的主体过渡区 紊流核心与层流边层之间的区域层流底层厚度 不固定,与沿程阻力系数 和雷诺数 Re 有关,近似公式为层流底层厚度 不固

30、定,与沿程阻力系数 和雷诺数 Re有关,随着 Re, 表面峰谷间的平均距离 .管壁的肯定粗糙度；当 .时,层流边层完全埋没管壁粗糙凸出部分 有影响；水力光滑管, 粗糙度对紊流核心几乎没当 .时,管壁凹凸不平部分暴露在层流底层外,紊流核心流体冲击凸起部分,产生新的 旋涡 水力粗糙管,粗糙度大小对紊流产生直接影响；当 .时,粗糙凸出部分开头显露于层流边层,但未对紊流产生打算性作用过渡粗糙 管；匀称流淌时,管壁处摩擦阻力为0pRpd2 l4 l就紊流中水头缺失: hf42 Fv l8F l v2lv2gdd2gd2g8Ff1Re,r只能由试验的确； /r 为相对粗糙度；圆管流淌沿程阻力系数的确定第区

31、间 层流区名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思Re2320 lgRe3.36； 与 Re 的关系点都集中在直线上, 即 只与 Re 有关,与 / r无关,符合 64/Re,说明粗糙度对层流的沿程阻力系数没有影响；第区间 临界区,层流开头转变为紊流2320Re40003.36 lgRe3.6；全部试验点几乎集中在线上,此区间内, 急剧,该区无有用意义；第区间：紊流水力光滑管区4000Re.（水力光滑管） ,就试验点都集中在直线上,说明 与.仍旧无关, 只与 Re 有关； / r的

32、管流, 其试验点愈早 开直线；第区间 水力光滑管到水力粗糙管的过渡区22.2d/ 8/7 Re 597d/ 9/8 ；试验点到达该区间后,每一 / r 的管流的试验点连线,几乎都与lgRe 轴平行,即 与Re 无关； / r , ,此区间为完全粗糙区；运算 的（半）体会公式层流区： 与 / r 无关,只与 Re有关, 64/Re 临界区：无实际意义名师归纳总结 水力光滑管区： 与 / r 无关,只与Re有关第 26 页,共 45 页当 4000Re105 时,0.3164,该式可证明hf 与 v 的 1.75 次方成正比；4Re0.221Re0.237当 105Re3*106 时,0.0032

33、更通用的公式为12lgRe0.8； （无需记）水力光滑管到水力粗糙管的过渡区： 与 / r、Re 都有关- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思常用的公式为11.142lgd9.35Re该公式不仅适用于过渡区,也适用于、三个区域,其简化公式为0.11d680.25Re水力粗糙管区： 与 Re 无关,只与 / r 有关hf 与 v 的 2 次方成正比,该区也称阻力平方区其最常用公式为1d2其简化公式为2lg3.70.11 d0.25非圆形截面的沿程阻力运算工程中流体流淌管道不肯定是圆形截面,如大多数通风管道为矩形截面,矿井

34、中回风巷道也是非圆形截面；举荐使用第一钟方法解题；即将d 变为水利半径；lv2非圆形截面的特点长度：水力半径R: d=4R 由达西公式可知：对于非圆形截面的匀称紊流来说,沿程阻力hf4R2g边界层理论 ：普朗特 1904 年提出：流体粘性的影响主要表现在壁面邻近的薄层里,壁面远处的流体可视为抱负流体,粘性影响可忽视不计；这一薄层称为边界层；边界层理论是现代流体力学进展的一个重要标志,部缺失与边界层分别现象有关；沿程缺失与边界层的流淌特点有关,局该理论将雷诺数较大的实际流体流淌看作由两种不同性质的流淌所组成；一种是固体边界 邻近的边界层流淌,粘性作用不能忽视,但边界层一般都很薄；另一种是边界层以

35、外的流 动,粘性作用可忽视,流淌可按简洁的抱负流体来处理；边界层分别是边界层流淌在肯定条件下发生的极为重要的现象；一等速 u 平行的平面流淌,流场中放置一固定的圆柱体；取正对圆心的一条流线,沿该流线的流速越接近圆柱体流速越小；因该流线为水平线,根 据伯努利方程,压强沿该流线越接近圆柱体越大；到达 D 点时,流速减为零,压强增至最大,驻点或停滞点,质点到达驻点后停滞不前；但因流体不行压缩,连续流来的质点无法在驻点停滞,将压能部分转化为动能,转变原先 的运动方向,沿圆柱面两侧向前流淌；从 D 点开头形成边界层内流淌；从 D 点到 E点区间,因圆柱面的弯曲,流线密集,边界层内流淌处于加速减压阶段；名

36、师归纳总结 - - - - - - -第 27 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思过了 E 点后,情形相反,流线扩散,流淌减速加压,同时切应力消耗动能,导致边界层迅速扩大,边界层内流速和横向流速梯度快速降低,到达某一点流速、流速梯度都为零,又显现驻点,如 S点；因不行压缩,连续流来质点在驻点转变原流向,脱离边界,向外侧流去,该现象称边界层分别,S点为分别点；S点下游,必将有新的流体来补充,形成反向的回流,即显现旋涡区；以上是边界缓变,流体流淌时减速增压导致的边界层分别；在边界有局部突变时,因流淌质点具有惯性,不能沿突变边界作

37、急剧的转折,也产生边界层分别,显现旋涡区,时均流速分布沿程急剧转变；缘由仍是流体突然发生很大的减速增压；边界层分别产生回流区时常常从流体中吸取一部分机械能,经摩擦和碰撞转为热能而缺失掉,形成能量缺失局部阻力缺失；局部缺失与边界层分别有关；包达公式 h r v 1 v 2 22 g2 2 2 2h r 1 A 1 2 v 11 v 1 h r A 2 1 2 v 22 v 2A 2 2 g 2 g A 1 2 g 2 g 1、 2称管径突然扩大的局部阻力系数,与 A1/A 2 有关；2局部缺失用流速水头乘以一系数表示,即 h r v局部阻力系数 对于不同的局部装置,有不同值；2 g如局部装置装在等径管路中,就系数 只有一个；如装在两种直径的管路中间,就显现两个系数；如不加说明,系数 水头 v2 相协作的 2； 是与局部装置后速度在运算一条管道上的总水头缺失时,将管道上全部沿程缺失与局部缺失按算术加法求和计 算； 水头缺失的叠加原就名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思k lk llm lmC Clp