工流復習大綱(共12頁)

1、一、基本概念考查(koch)（概念(ginin)題、單項選擇題和多項選擇題）流體(lit)與固體的差別在于是否具有（流動性），氣體與液體的差別在于（壓縮性）不同；同時流體只能承受（壓力）,而不能承受（拉力）。流體的壓縮性用（體積壓縮系數p）來表示，p越大表示流體越（易于壓縮），p越小表示流體越（難于壓縮）。流體的膨脹性用（體積膨脹系數t）來表示，t越大表示流體（容易）膨脹，t越小表示流體（不易）膨脹。粘性是指流體所具有的阻礙（流體質點間相對運動）的性質；溫度升高時液體的粘度（減?。?，氣體粘度（增大），粘度與溫度的關系曲線稱為（粘溫曲線）。牛頓內摩擦定律反映了流動過程中（粘性切應力）與（粘度）和

2、（速度梯度）間的函數關系；滿足牛頓內摩擦定律的流體稱為（牛頓流體），否則稱為（非牛頓流體），常見的水、空氣、酒精以及無機物水溶液均為牛頓流體，而原油、聚合物熔體和聚合物水溶液等都屬于非牛頓流體。兩種粘度(zhn d)的關系為動力(dngl)粘度=密度(md)運動粘度，兩者的單位和量綱均（不相同），比如=10 - 6m2/s，=1000kg/m3時=10 - 3Pas。流體靜壓力p是指靜止流體中作用在（單位面積）上的力，常用的單位是（Pa）、（kPa）、（MPa）和（bar）等；1bar=（105）Pa，1MPa=（106）Pa， 1GPa=（109）Pa。靜壓力也可以用液柱高度來表示，比如1m

3、m汞柱折合約（133.3）Pa，1mm水柱折合成（9.8）Pa，10mm水銀柱折合約（1333）Pa，10mm水柱折合成（98）Pa。流體靜力學基本方程式z+p/g=C中，z稱為（位置水頭）或者（比位能），p/g稱為（壓力水頭）或者（比壓能），z+p/g稱為（測壓管水頭）或者（比勢能），這一方程的幾何意義為靜止流體中（測壓管水頭）為常數，物理意義為靜止流體中（比勢能）為常數。繞鉛直軸作等角速度旋轉容器中液體的等壓面是（旋轉拋物面）；作水平加速運動容器中液體的等壓面是（斜面）；這兩種情況下的靜壓力計算公式與（絕對靜止）時的相同，因為此時加速度（相垂直于）重力加速度。靜壓力(yl)有以（物理(wl

4、)真空）為零點的絕對標準和以當地大氣壓力為零點的相對標準，分別(fnbi)稱為相對壓力和據對壓力，而相對壓力又可分為表壓力和真空壓力，如果絕對壓力用p表示，相對壓力用pM表示，真空壓力用pv、表示，當地大氣壓用pa來表示，則有pM =( p +pa )及pv=(pa-p)成立。絕對壓力永遠為（正值）；表壓力表示的是絕對壓力比當地大氣壓力（高多少），有正有負，表壓力越大則其絕對壓力（越大），反之亦然。真空壓力介（于0和當地大氣）壓力之間，真空壓力表示絕對壓力比當地大氣壓力（低多少），所以真空壓力越大則絕對壓力（越?。?。 平面總壓力等于平面（形心處的壓力）與其（面積）的乘積，總壓力的作用點稱為（壓

5、力中心），壓力中心（不會在形心以上）；曲面總壓力可分解為（水平力）和（鉛直力），鉛直力等于壓力體內流體所受的重力；如果壓力體與施壓的液體在曲面的同側則稱之為（實壓力體），且方向（向下），如果壓力體與施壓的液體在曲面的異側則稱之為（虛壓力體），且方向（向上）；壓力體的虛實與壓力體內是否存在真實的液體（無關）。流動過程(guchng)中密度不變的流體稱為（不可(bk)壓縮）流體(lit)，不可壓縮流體的密度不隨（時間和空間坐標）的變化，其密度永遠為常數，否則稱為（可壓縮流體）；粘度為零的流體稱為（無粘流體或者理想流體），粘度不為零的流體稱為（粘性流體或者實際流體）；如果流動過程中流體的密度為常數則

6、稱為（不可壓縮）流動，此時的密度既不隨時間變化（當地導數或時變導數為0），而不隨空間位置坐標的變化而變化（遷移導數或位變導數為0）。跡線是流體質點運動的軌跡線，是與（拉格朗日法）相適應的；流線是速度場的（矢量線），是與（歐拉法）相適應的；一般情況下的流線不能夠（相交或折轉），但可以（相切）；在（奇點）或（駐點）處可以（相交或者折轉）；穩(wěn)定流動中流線與跡線（一定重合），不穩(wěn)定流動中流線與跡線（不一定重合）。質點加速度用速度的（質點導數）來表示，由（遷移加速度）和（當地加速度）組成；定常流動中（當地加速度）為0，但（遷移加速度）不一定為0；均勻流動中（遷移加速度）為0，但（當地加速度）不一定為0。

7、根據(gnj)流場中運動(yndng)參數是否隨（時間(shjin)）變化可把液流分為（穩(wěn)定）和（非穩(wěn)定）流，根據流場中運動參數是否隨（位置坐標）變化可把液流分為（均勻）和（非均勻）流，根據描述流場的（空間坐標數）可把液流分為（一元）、（二元）和（三元）流。流體微團旋轉角速度為零的流動稱為（無旋流動），反之流體微團旋轉角速度不為零的流動稱為（有旋流動）；流動是否有旋與（流體質點的運動方式）無關，也就是說流體質點做（直線運動）的流動也有可能是有旋流動，流體質點做（圓周運動）的流動也有可能是無旋流動。流管內流動著的流體的集合稱為（流束），管道內流動的流體的集合稱為（總流）。有效斷面是指流束或總流中

8、（與流線相垂直）的面，有可能是平面也有可能是曲面，并不一定就是流道的橫截面。（流量）是指單位時間內流過有效斷面的流體量，分為（體積）流量和（質量）流量；流量除以有效斷面的（面積）稱為平均流速，或者說平均流速是有效斷面速度的（面積平均值）。連續(xù)性方程(fngchng)是（質量守恒）定律(dngl)應用于流動所得的關系式，動量方程是（動量(dngling)守恒）定律在流體力學中的數學表達式，能量方程是(熱力學第一)定律應用于運動流體所得的關系式，伯努利方程是（能量方程）應用于不可壓縮流動所得的方程。流體的流動與剛體的運動相比除了（平動）和（轉動）外還存在（變形運動），而變形運動又可分為（線變形）運

9、動和（角變形）運動。節(jié)流式流量計的工作原理是流動在節(jié)流裝置前后會產生一定的（壓差），這個壓差會隨著（流量）變化，且保持一一對應的關系，常見的節(jié)流式流量計有（孔板流量計）、（文丘里流量計）和（噴嘴流量計）等多種形式。通過泵的流量稱為泵的（排量Q），泵加給單位重量液體的機械能稱為泵的（揚程H），也就是在不考慮能量損失的情況下泵能將液體揚起的（最大高度），但是泵的吸水高度不能大于（7m），這是因為吸水高度大于這個高度之后會在泵內產生嚴重的汽化現象，從而使水泵失效；泵有效功率N泵=（gQH）。水力坡度(pd)是指單位管長（非單位(dnwi)距離距離）上的（總水頭(shutu)）的損失值，水力坡度越大水

10、頭損失（越快），反之（越慢）；水頭線是由各種（水頭的頂點）連成的曲線，總水頭線與測壓管水頭線之間的鉛直距離表明（流速）的大小，測壓管水頭線與位置水頭線之間的鉛直距離表明液流（壓力）的大小。量綱是表征物理量（性質和種類）的符號；量綱分為（基本量綱）和（導出量綱）；根據量綱的不同可將物理量劃分為（幾何學量）、（運動學量）、（動力學量）和（無量綱量）。流動相似包括（幾何相似）、（運動相似）和（動力相似），前兩個相似是流動相似的（必要）條件，動力相似是流動相似的（充分條件）；判別流動相似的條件稱為（相似準則），用以判別流動相似的無量綱數稱為（相似準數）。牛頓一般相似準則是（牛頓數Ne）相等，牛頓數Ne

11、反應了流體流動過程中（合外力與慣性力）之比；粘性力相似準則是（雷諾數Re）相等，雷諾數Re反映的是流體流動過程中（慣性力與粘性力）之比，重力相似準則是（弗勞德數Fr）相等，弗勞德數Fr反映的是流體流動過程中（慣性力與重力）之比。雷諾數Re=（vd/=vd/=4Q/d=4Q/d），由此可知雷諾數Re隨各相關物理量的變化規(guī)律，比如(br)其它條件不變的情況下，管徑增大一倍則雷諾數（減小一半(ybn)），管徑減小一半則雷諾數（增加一倍）。雷諾數Re反映(fnyng)流體流動過程中（慣性力與粘性力）之比，也為（層流）還是（紊流）的判據，臨界雷諾數雷諾數Recr等于（2000）。 影響管道阻力特性的管道

12、截面幾何要素稱為過流斷面的(水力要素)，包括過流斷面的(面積)、（濕周長）和（粗糙度）。但不包括速度、加速度和壓力等流動參數，也不包括密度和粘度等物性參數。流體力學中將有效斷面的（面積）與（濕周長）的比值稱為（水力半徑），即Rh= A/x，可以綜合地反映出管道的阻力特性；4倍的水力半徑稱為（當量直徑或者相當直徑），即D當=4Rh。比如直徑為D的圓管的水力半徑為（D/4），相當直徑為（D），而邊長為a的正方形截面管道的水力半徑為（a/4），其相當直徑為（a）。環(huán)形空間的水力半徑為（D-d）/4），其相當直徑為（D-d）。圓管層流的速度(sd)分布為（拋物分布(fnb)），管道(gundo)軸線處

13、（速度最大），且為平均流速的（2倍），管道壁面處的速度最小為（0），粘性切應力分布為（線性）分布，管道壁面處（最大），軸線處最小為（0）。與圓管層流相似，平行平板間泊謖液流的速度分布是（拋物線）型的，且對稱軸是平板間（中心線）；平板間中心線處（速度最大），平板處的速度最小為（0），圓管層流時水頭損失與流速的（一次方）成正比，與管徑的（4）次方成反比；水力光滑管的水頭損失與流速的（1.75）次方成正比，與管徑的（4.75）次方成反比；完全粗糙區(qū)的水頭損失與流速的（2）次方成正比，與管徑的（5）次方成反比。圓管紊流流動的速度分布比層流的更（豐滿），不再是旋轉拋物面了；并且會存在層流底層；層流底層的

14、厚度與（阻力系數）成反比與雷諾數Re的（二分之一次方）成反比；當層流底層的厚度大于管壁粗糙凸起時，層流底層掩蓋住了粗糙凸起，粗糙度對紊流核心沒有影響，這種管路稱為（水力光滑管），否則稱為（水力粗糙管）。工程計算時液體充滿整個管道且在一定壓差(y ch)下流動的管路稱為（壓力(yl)管路），并根據(gnj)（流速水頭和局部水頭損失）在總水頭中所占的比例將壓力管路分為（長管）和（短管），（流速水頭和局部水頭損失）在總水頭中所占的比例（較小），可以忽略不計的管路稱為（長管），否則稱為（短管），長管還是短管與（管路的長短）無關。從一點分開又再另一點匯合的管路稱為（并聯）管路，它的水力特點是（總流量等于

15、各管段的流量之和）和（各管段的水頭損失相等）；各管段依序首尾相連的管路稱為（串聯）管路，它的水力特點是管路的總水頭損失等于（各管段的水頭損失之和）且（各管段的流量相等或者各節(jié)點的流量之和為0）。并聯副管或者加大管路中某一管段的管徑可以達到（增加輸量）、（減小水頭損失）、（延長輸送距離）、（減少中間站）和（越站）等目的?？卓谥蠹由弦欢伍L度(chngd)約為孔口直徑（34）倍長的圓管稱為(chn wi)（管嘴），按照常理(chn l)，加裝管嘴后相當于多了一個阻力部件，管嘴得出流量會減小，但這一觀點是錯誤的，因為安裝管嘴后由于在收縮斷面處會差生（真空度），導致收縮斷面處的流速（大于）孔口收縮斷面

16、處的流速，管嘴出口處的流量也會（大于）孔口出流的流量；管嘴越短阻力越小則流量也越大這種看法也是（不正確）的，因為管嘴太短形不成滿管出流，管嘴就起不到在收縮斷面處的真空區(qū)了；反之管嘴太長時管嘴的沿程阻力也會增加，則起不到增加流量的目的了。速度系數是實際流速與（理想流速）之比，通常（小于1.0）；流量系數是實際流量與（理想流量）之比，通常也（小于1.0）；這兩個系數均為（無量綱數）。二、推導證明： 三、熟練掌握平面和曲面總壓力的計算，重點復習例題2、3、4、5和習題2-8、9、10、11、12。四、熟練掌握流場分析方法，重點復習例題3-8、9、10、11。五、熟練掌握伯努利和動量方程(fngchng)應用，重點(zhngdin)復習例題(lt)4-3、4、5、6、7和習題4-6、7、8、10、11、12、