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工程流体力学公式总结
第二章 流体的主要物理性质
v 流体的可压缩性计算、牛顿内摩擦定律的计算、粘度的三种表示方法。
1.密度 ρ = m
2.重度 γ = G
3.流体的密度和重度有以下的关系:γ = ρ g 或 ρ = γ/ g
4.密度的倒数称为比体积,以υ表示υ = 1/ ρ =
5.流体的相对密度:d = γ流 /γ水 = ρ流 /ρ水
6.热膨胀性
7.压缩性. 体积压缩率κ
8.体积模量
9.流体层接触面上的内摩擦力
10.单位面积上的内摩擦力(切应力)(牛顿内摩擦定律)
11..动力粘度μ:
12.运动粘度ν :ν = μ/ρ
13.恩氏粘度°E:°E = t 1 / t 2
第三章 流体静力学
v 重点:流体静压强特性、欧拉平衡微分方程式、等压面方程及其、流体静力学基本方程意义及其计算、压强关系换算、相对静止状态流体的压强计算、流体静压力的计算(压力体)。
1.常见的质量力:
重力ΔW = Δ、
直线运动惯性力Δ = Δm·a
离心惯性力Δ = Δm·rω2 .
2.质量力为F。:F = m · = m()
= = 为单位质量力,在数值上就等于加速度
实例:重力场中的流体只受到地球引力的作用,取z轴铅垂向上,为水平面,则单位质量力在x 、y、 z轴上的分量为
0 , 0 , =
式中负号表示重力加速度g和坐标轴z方向相反
3流体静压强不是矢量,而是标量,仅是坐标的连续函数。即: p(),由此得静压强的全微分为:
4.欧拉平衡微分方程式
单位质量流体的力平衡方程为:
5.压强差公式(欧拉平衡微分方程式综合形式)
6.质量力的势函数
7.重力场中平衡流体的质量力势函数
积分得:U = + c
*注:旋势判断:有旋无势
流函数是否满足拉普拉斯方程:
8.等压面微分方程式 + + = 0
9.流体静力学基本方程
对于不可压缩流体,ρ = 常数。积分得:
形式一 p + = c
形式二
形式三
10.压强基本公式p = p 0 g h
11..静压强的计量单位
v 应力单位:、2、
v 液柱高单位:2O、
v 标准大气压:1 = 760 =10.33 2O = 101325 ≈ 1
第四章 流体运动学基础
1拉格朗日法:流体质点的运动速度的拉格朗日描述为
压强 p的拉格朗日描述是:()
2.欧拉法
流速场
压强场:()
加速度场
简写为
时变加速度: 位变加速度
3.流线微分方程:.在流线任意一点处取微小线段 = + + ,
该点速度为:v = + + ,由于v 和 方向一致,所以有: × v = 0
4.流量计算:
单位时间内通过的微小流量为
通过整个过流断面流量
相应的质量流量为
5.平均流速
6.连续性方程的基本形式
对于定常流动 有 即r1A1u1= r2A2u2
对于不可压缩流体,r1 = r2 ,有 即A1u12u2=
7.三元流动连续性方程式
定常流动
不可压缩流体定常或非定常流:r = c
8.雷诺数
对于圆管内的流动:
<2000 时,流动总是层流型态,称为层流区;
>4000时,一般出现湍流型态,称为湍流区;
2000<<4000 时,有时层流,有时湍流,处于不稳定状态,称为过渡区;取决于外界干扰条件。
9.牛顿黏性定律
10.剪切应力,或称内摩擦力, 2
11.动力黏性系数
12.运动黏度 m2
13..临界雷诺数
14.进口段长度
第五章 流体动力学基础
1.欧拉运动微分方程式
2.欧拉平衡微分方程式
3.理想流体的运动微分方程式
*N—S方程
写成分量形式
4. 理想不可压缩流体重力作用下沿流线的伯努利方程式:三个式子,四个条件
5.理想流体总流的伯努利方程式
6.总流的伯努利方程
7.实际流体总流的伯努利方程式
8.粘性流体的伯努利方程
9.总流的动量方程
10.总流的动量矩方程
11.叶轮机械的欧拉方程
第七章 流体在管路中的流动
1.临界雷诺数
临界雷诺数=2000,小于2000,流动为层流
大于2000,流动为湍流
2.沿程水头损失
当流动为层流时沿程水头损失为, V(1.0) ;
当流动为湍流时沿程水头损失为, V(1.75~2.0)
3.水力半径
相当直径
4.圆管断面上的流量
5.平均流速
6.局部阻力因数为
7.管道沿程摩阻因数
8.沿程水头损失的计算
第九章
1..薄壁孔口特征:≤2
厚壁孔口特征:2<≤4
2.流速系数
.3。流量系数 =
课堂小测
1,已知流体流动和一下一些常用量有关:
试用定理推出:。
2,
注:5°C时粘度系数为,25°C粘度系数为
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