流体力学重要知识点

质量力：质量力是作用于每一流体质点上的力。常见质量力包括：重力和惯性力。当不计温度效应，压强的变化引起流体体积和密度的变化。流体的热胀性：流体受热，体积增大，密度减小的性质。流体的黏性：黏性是流体的重要属性，是流体运动中产生阻力和能量损失的主要因素。液体的黏度随温度上升而减小，气体的黏度则随温度上升而增大。连续介质模型、不行压缩流体模型、抱负流体模型。连续介质模型内容：取流体微团来作为援救流体的基元，作为流体微团是一块体积为无穷小的微量流体，由于流体微团的尺寸极其微小，故可作为流体质点对待。这样，流体可看成是由无限多连续分布的流体微团组成的连续介质。优点：当把流体看做是连续介质后，表征流体性质的密度、速度、压强和温度等物理量在流体中也应当是连续分布的，从而可以引用连续函数的解析方法等数学工具来争论流体的平衡和运动规律。2．任一点静压强的大小和受压面方向无关，或者说作用于同一点上各方向的静压强大小相等。等压面特性：1．在平衡液体中，通过任意一点的等压面，必与该点所受质量力垂直。2．当两种互不相溶的液体处于平衡状态时，分界面必定是等压面。在重力作用下的连续均质不行几何意义:在重力作用下的连续均质不行压静止流体中，测压管水头线为水平线。确定压强：以完全真空为基准计量的压强。相对压强：以当地大气压强为基准计量的压强。〔流场法〕着眼于空间点按各点运动要素〔速度、压强〕是否随时间而变化，可将流体运动分为恒定流和非恒定流。恒定流密度等参量只是坐标的函数,而与时间无关。当地加速度为零。非恒定流：空间各点只要有一个流淌参数量随时间变化的流淌。流线——是指某一瞬时，在流场中绘出的一条光滑的矢量曲线，其上全部各点的速度向量都与该曲线相切。流线的性质：1、同一时刻不同流线不能相交；2、流线不能是折线，3、流线簇疏密反映了速度的大小〔流线密集的地方流速大〕流体的流淌依据它在同一流线上各质点的流速矢量是否沿流流淌分为渐变流和急变流。均匀流：非均匀流。渐变流：流速大小和方向沿流线渐渐转变的非均匀流。急变流：流速大小和方向沿程急剧转变的流淌。1、过流断面为平面，且过流断面的外形和尺寸沿程不变；2、同一流线上不同点的流速应相等，从而各过流断面上的流速分布一样，断面平均流速相等；抱负不行压缩的恒定元流能量方程的物理意义沿同一流线〔或微元流束〕上各点的单位重量流体所具有的位势能、压强势能和动能之和保持不变，即机械能是一常数，但位势能、压强势能和动能三种能量之间可以相互转换，几何意义：沿同一流线(或微元流束)上各点的单位重量流体所具有的位置水头、压强水头和速度水头之和保持不变，即总水头是一常数。实能是下降的线也可能是上升的线甚至可能是一条水平线。沿程水头损失：流体流淌在抑制沿程阻力而损失的能量。①流体是不行以压缩的，流淌为恒定流。②质量力只有重力。③过流断面为均匀流或渐变流断面。④两过流断面间没用能量的输入或输出，否则应进展修正。⑤假设流淌过程中有分流或汇流时，列出断面间的伯努利方程。应用能量方程式的条件1〕恒定流〔〕(3)不行压缩〕所取的两个断面之间，水流可以不是渐变流〔5〕在所取的两个过水断面之间，流量保持不变，其间没有流量参加或分出。假设有分支，则应对第一支水流建立能量方程式6〕流程中途没有能量H输入或输出。假设有，则能量方程式应为：1一半。2管壁处一极薄层内，速度梯度很大，黏性摩擦切应力起主要作用，通常把该层称为层流底层。3层流底层管壁分类，当Reδ0＞＞Δ此时管壁称为水力光滑壁面，Reδ0＜Δ，为水力粗糙壁面。δ0=Δ时，过渡粗糙壁面。〔沿程水头损失与流线一次方成正比〕雷诺数Re<Rec〔沿程水头损失与流线1.75-2.0次方成正比)雷诺数Re>Re’当Rec<Re<Rec’时都有可能，处于不稳定状态，任意微小扰动都能破坏稳定，变为紊流。紊流中的切向应力τ由摩擦切向应力和附加切向应力组成。ττ1+τ2.局部水头损失缘由：①突然扩大管的局部阻力系数②突然缩小管的局部阻力系数。51、层流区：Re<2300；2、层流到5、水力粗糙管区或阻力平方区。布拉休斯公式，尼古拉兹公式，阔尔布鲁克公式，舍维列夫公式，谢才公式。孔口分类：大孔口d/H＞0.1 小孔口H/d≤0.1管嘴的正常工作条件：①作用水头Ho≤9m；②管嘴长度L=〔3~4〕d。依据局部水头损失占沿程水头损失的比重大小，可将管道分为短管和长管。短管是指局部水头损失与流速水头之和所占的比重较大，计算中不能无视的管道。流淌分类：恒定和非恒定出流出流分类：自由出流和漂浮出流串联管路的两个特点：①串联管路的总能量损失等于各筒单管路的能量损失之和；②串联管路的总流量沿流程不变。6并联管路的水流特点：液体通过所并联的任何管段时其水头损失皆相等。依据底坡进展分类i>0，平坡：i=0，明槽槽底高程沿程不变者称为平坡。逆坡：i<0，明槽槽底沿程增高者称为反坡或逆坡1.均匀流过水断面的外形、尺寸沿流程不变。2.过水断面上的流速分布和断面平均流速沿流程不变。3.总水头线坡度、水面坡度、渠底坡度三者相等，即水流的总水头线、水面线和渠底线三条线平行。明渠水流：一种具有自由液面的水流，水流外表压强为大气压强，即相对压强为零，故明渠水流也称为无压流。明渠流淌的三种状态：缓流h>hh<hk，临界流h=h〕均匀流在水流方向上的重力重量与渠道边界的1．水流必需是恒定流。23．渠道必需是4．渠道中无闸、坝或跌水等建筑物的局部干扰在肯定的流量下，设计出的渠道的过流断面积到达最小，或者说在过流断面积肯定时通过的流量最大。满足这些条件的断面，其工程量最小，称为水力最优断面。矩形断面2。底坡;明渠渠底平面倾斜程度临界底坡Q、糙率n、断面外形尺寸有关在棱柱形渠道中，断面外形尺寸、流量肯定时，在渠中形成均匀流，