流體力學(xué)重要知識點

質(zhì)量力：質(zhì)量力是作用于每一流體質(zhì)點上的力。常見質(zhì)量力包括：重力和慣性力。當(dāng)不計溫度效應(yīng)，壓強的變化引起流體體積和密度的變化。流體的熱脹性：流體受熱，體積增大，密度減小的性質(zhì)。流體的黏性：黏性是流體的重要屬性，是流體運動中產(chǎn)生阻力和能量損失的主要因素。液體的黏度隨溫度上升而減小，氣體的黏度則隨溫度上升而增大。連續(xù)介質(zhì)模型、不行壓縮流體模型、抱負流體模型。連續(xù)介質(zhì)模型內(nèi)容：取流體微團來作為援救流體的基元，作為流體微團是一塊體積為無窮小的微量流體，由于流體微團的尺寸極其微小，故可作為流體質(zhì)點對待。這樣，流體可看成是由無限多連續(xù)分布的流體微團組成的連續(xù)介質(zhì)。優(yōu)點：當(dāng)把流體看做是連續(xù)介質(zhì)后，表征流體性質(zhì)的密度、速度、壓強和溫度等物理量在流體中也應(yīng)當(dāng)是連續(xù)分布的，從而可以引用連續(xù)函數(shù)的解析方法等數(shù)學(xué)工具來爭論流體的平衡和運動規(guī)律。2．任一點靜壓強的大小和受壓面方向無關(guān)，或者說作用于同一點上各方向的靜壓強大小相等。等壓面特性：1．在平衡液體中，通過任意一點的等壓面，必與該點所受質(zhì)量力垂直。2．當(dāng)兩種互不相溶的液體處于平衡狀態(tài)時，分界面必定是等壓面。在重力作用下的連續(xù)均質(zhì)不行幾何意義:在重力作用下的連續(xù)均質(zhì)不行壓靜止流體中，測壓管水頭線為水平線。確定壓強：以完全真空為基準(zhǔn)計量的壓強。相對壓強：以當(dāng)?shù)卮髿鈮簭姙榛鶞?zhǔn)計量的壓強?！擦鲌龇ā持塾诳臻g點按各點運動要素〔速度、壓強〕是否隨時間而變化，可將流體運動分為恒定流和非恒定流。恒定流密度等參量只是坐標(biāo)的函數(shù),而與時間無關(guān)。當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱?。非恒定流：空間各點只要有一個流淌參數(shù)量隨時間變化的流淌。流線——是指某一瞬時，在流場中繪出的一條光滑的矢量曲線，其上全部各點的速度向量都與該曲線相切。流線的性質(zhì)：1、同一時刻不同流線不能相交；2、流線不能是折線，3、流線簇疏密反映了速度的大小〔流線密集的地方流速大〕流體的流淌依據(jù)它在同一流線上各質(zhì)點的流速矢量是否沿流流淌分為漸變流和急變流。均勻流：非均勻流。漸變流：流速大小和方向沿流線漸漸轉(zhuǎn)變的非均勻流。急變流：流速大小和方向沿程急劇轉(zhuǎn)變的流淌。1、過流斷面為平面，且過流斷面的外形和尺寸沿程不變；2、同一流線上不同點的流速應(yīng)相等，從而各過流斷面上的流速分布一樣，斷面平均流速相等；抱負不行壓縮的恒定元流能量方程的物理意義沿同一流線〔或微元流束〕上各點的單位重量流體所具有的位勢能、壓強勢能和動能之和保持不變，即機械能是一常數(shù)，但位勢能、壓強勢能和動能三種能量之間可以相互轉(zhuǎn)換，幾何意義：沿同一流線(或微元流束)上各點的單位重量流體所具有的位置水頭、壓強水頭和速度水頭之和保持不變，即總水頭是一常數(shù)。實能是下降的線也可能是上升的線甚至可能是一條水平線。沿程水頭損失：流體流淌在抑制沿程阻力而損失的能量。①流體是不行以壓縮的，流淌為恒定流。②質(zhì)量力只有重力。③過流斷面為均勻流或漸變流斷面。④兩過流斷面間沒用能量的輸入或輸出，否則應(yīng)進展修正。⑤假設(shè)流淌過程中有分流或匯流時，列出斷面間的伯努利方程。應(yīng)用能量方程式的條件1〕恒定流〔〕(3)不行壓縮〕所取的兩個斷面之間，水流可以不是漸變流〔5〕在所取的兩個過水?dāng)嗝嬷g，流量保持不變，其間沒有流量參加或分出。假設(shè)有分支，則應(yīng)對第一支水流建立能量方程式6〕流程中途沒有能量H輸入或輸出。假設(shè)有，則能量方程式應(yīng)為：1一半。2管壁處一極薄層內(nèi)，速度梯度很大，黏性摩擦切應(yīng)力起主要作用，通常把該層稱為層流底層。3層流底層管壁分類，當(dāng)Reδ0＞＞Δ此時管壁稱為水力光滑壁面，Reδ0＜Δ，為水力粗糙壁面。δ0=Δ時，過渡粗糙壁面?！惭爻趟^損失與流線一次方成正比〕雷諾數(shù)Re<Rec〔沿程水頭損失與流線1.75-2.0次方成正比)雷諾數(shù)Re>Re’當(dāng)Rec<Re<Rec’時都有可能，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，任意微小擾動都能破壞穩(wěn)定，變?yōu)槲闪?。紊流中的切向?yīng)力τ由摩擦切向應(yīng)力和附加切向應(yīng)力組成。ττ1+τ2.局部水頭損失緣由：①突然擴大管的局部阻力系數(shù)②突然縮小管的局部阻力系數(shù)。51、層流區(qū)：Re<2300；2、層流到5、水力粗糙管區(qū)或阻力平方區(qū)。布拉休斯公式，尼古拉茲公式，闊爾布魯克公式，舍維列夫公式，謝才公式?？卓诜诸悾捍罂卓赿/H＞0.1 小孔口H/d≤0.1管嘴的正常工作條件：①作用水頭Ho≤9m；②管嘴長度L=〔3~4〕d。依據(jù)局部水頭損失占沿程水頭損失的比重大小，可將管道分為短管和長管。短管是指局部水頭損失與流速水頭之和所占的比重較大，計算中不能無視的管道。流淌分類：恒定和非恒定出流出流分類：自由出流和漂浮出流串聯(lián)管路的兩個特點：①串聯(lián)管路的總能量損失等于各筒單管路的能量損失之和；②串聯(lián)管路的總流量沿流程不變。6并聯(lián)管路的水流特點：液體通過所并聯(lián)的任何管段時其水頭損失皆相等。依據(jù)底坡進展分類i>0，平坡：i=0，明槽槽底高程沿程不變者稱為平坡。逆坡：i<0，明槽槽底沿程增高者稱為反坡或逆坡1.均勻流過水?dāng)嗝娴耐庑?、尺寸沿流程不變?.過水?dāng)嗝嫔系牧魉俜植己蛿嗝嫫骄魉傺亓鞒滩蛔儭?.總水頭線坡度、水面坡度、渠底坡度三者相等，即水流的總水頭線、水面線和渠底線三條線平行。明渠水流：一種具有自由液面的水流，水流外表壓強為大氣壓強，即相對壓強為零，故明渠水流也稱為無壓流。明渠流淌的三種狀態(tài)：緩流h>hh<hk，臨界流h=h〕均勻流在水流方向上的重力重量與渠道邊界的1．水流必需是恒定流。23．渠道必需是4．渠道中無閘、壩或跌水等建筑物的局部干擾在肯定的流量下，設(shè)計出的渠道的過流斷面積到達最小，或者說在過流斷面積肯定時通過的流量最大。滿足這些條件的斷面，其工程量最小，稱為水力最優(yōu)斷面。矩形斷面2。底坡;明渠渠底平面傾斜程度臨界底坡Q、糙率n、斷面外形尺寸有關(guān)在棱柱形渠道中，斷面外形尺寸、流量肯定時，在渠中形成均勻流，