绪论流体力学

1、建筑设备工程（水）1绪论建筑设备工程的概念国内外建筑设备发展趋势课程要求及学习目的2一、建筑设备工程的概念指为满足生产和生活需要而在建筑内部设置的给水、排水、热水、供暖、通风、空气调节、煤气、供电等设备系统的总称与建筑、结构及生产工艺设备等相互协调，是建筑不可缺少的组成部分3二、国内外建筑设备发展趋势新材料的发展带动技术改革新型高效节能环保设备不断出现新能源及电子技术的广泛应用建筑工业化施工技术的发展4三、课程要求及学习目的掌握建筑设备工程技术的基本知识，培养综合考虑和合理处理各种建筑设备与建筑主体之间关系的能力，从而作出适用、经济的建筑或结构设计掌握各种建筑设备设计的原则和基本方法5第一章

2、流体力学基础 主要内容流体的物理性质流体静压强及其分布规律流体运动的基本知识流动阻力和水头损失611 流体的主要物理性质一、密度和容重 密度（）：指单位体积的均质流体所具有的质量。 M / V （kg/m3) 容重（）：指单位体积的均质流体所具有的重量。 G / V (N/m3) = g7 流体的密度和容重随外界压力和温度而变化。 水：1atm,4时 水 9807 N/m3 水 1000 kg/m3 8二、流体的压缩性和膨胀性 1、流体的压缩性: 流体在外界压力增加时体积缩小的性质 2、流体的膨胀性: 流体在外界温度升高时体积增大的性质 液体的压缩性和膨胀性很小 气体有显著的压缩性和膨胀性9三

3、、流体的粘滞性 1、概念 (1)由存在于流体内部相邻流层间的抵抗其相对运动的内摩擦力所产生 (2)是流体在运动时呈现出的特性 (3)流体的粘滞性是流体运动时产生机械能量损失的根源。10粘滞力的产生T, v= (du/dy)uhydyu+du11粘滞性对管道内水流速度的影响= (du/dy)uu+duD1212 流体静压强及其分布规律一、流体静压强及其特性1、概念 p= lim（p/） ( 0)2、特性 （1）沿作用面的内法线方向 （2）大小与方位无关13二、流体静压强的分布规律 1、自由表面和表面压强 自由表面：指液体和它上面的气体的交界面。 表面压强（P0） ：作用在自由表面上的气体对 液体

4、的压强。（如果表面上的气体是大气，用Pa表示） 标准大气压： Pa1.013105 （Pa） 工程大气压： Pa9.8104（Pa） 142、基本方程式的第一种形式 P = P0 +h （pa) P:静止流体中某一深度处的压强(pa)； P0：静止流体的表面压强(pa)； ：流体的容重( N/m3 )； h：指定点的深度(m)。153、基本方程式的第二种形式 z1 p1/ = z2 p2/ = z0 p0/(常数）（1）当p1=p2时，z1=z2.即压强相等的任意两点在同一水平面上；（2）当z2z1时， p1p2.即位置较低点的压强恒大于位置较高点的压强。p01200h1h2z1z2z016三

5、、压强的度量 1、绝对压强（Pj)：以完全真空为计量零点 2、相对压强（Px) ：以大气压强为计量零点 3、真空值（Pv) ：当流体中某点的Pj小于Pa时， 称Pa Pj为真空值1713 流体运动的基本知识一、描述流体运动状态的物理量1、流线：在运动的流体中绘出一条线，使得线 上的流体质点在此时刻的运动方向与 该线相切。2、流场：充满在流体运动空间的流线簇。 (1)流线 (2)流场u1u2u3183、过流断面（）：与流体运动方向垂直的流 体断面。 单位： m24、流量（Q）：单位时间内通过过流断面的流体 体积。 单位： m3/s, L/s5、流速（v)：流体在单位时间内所迁移的距离。 单位：

6、m/s, cm/s Q = v 19二、流体运动的分类1、按运动要素是否随时间变化 恒定流与非恒定流2、按流速沿程是否变化 均匀流与非均匀流3、按水流与周边的接触情况 有压流与无压流（重力流）20三、恒定流的连续性方程 Q1 = Q2 v11= v22 或 1/2 = v2/ v1 对于有压管流：v2/ v1（d1/d2)21122V1,1V2,221四、恒定流能量方程1、方程的形式z1 + p1/+(v12/2g)=z2 + p2/+(v22/2g)+ hw122100v1,p1v2,p2z1z2222、方程中各项的物理意义z: 单位重量的流体所具有的重力势能； （位置水头）p/:单位重量的流体所具有的压力势能； （压强水头）(v2/2g):单位重量的流体所具有的动能；（流速水头）: 动能修正系数；hw: 单位重量的流体在断面11和22间的机械能损失； （水头损失）23五、水头损失1、沿程水头损失： 流体在长直管（或明渠）中流动，所受的摩擦阻力称为沿程阻力。为克服沿程阻力而消耗的单位重量流体的机械能，称为沿程水头损失。 hf =（L/d