流体力学读书报告

第六章、流体力学流体：对处于液态和气态的物体的统称。流动性：物体各部分之间很容易发生相对运动一、 流体的压强—►流体的压强：p=E（定义式）dS定义：单位面积上所承受的沿法线方向的压力的大小。单位：Pa（帕斯卡）结论：1、 压强是流体内点上的性质，是标量；而由压强在一个面上所造成的压力则是流体内面上的性质。2、 在静止流体中，各部分之间的作用力必定表现为正压力。3、 流体各部分之间存在相互作用，且作用于某块静止流体闭合面上的作用力的矢量和必定等于0。二、 理想流体及其连续性方程I、基本概念：1、 实际液体和气体所具有的性质：流动性、可压缩性、黏性。可压缩性是指流体的密度随压力的大小而改变的性质。黏性是指液体或气体之间存在内摩擦的特性。2、 理想流体：绝对不可压缩和完全没有黏性的流体。3、 定常流动：尽管在同一时刻流体各处的流速可能不同，但流体质点流经空间任一给定点的速度是确定的，并且不随时间变化。4、 流线：每一点的切线方向与流经该点的流体质点的速度方向相同的曲线。5、 流管：由流线围成的管状区域。流管是一种无形的区域。II、理想流体的连续性方程1、基本概念体积流量（流量）：单位时间内流过某一截面的流体的体积。可表小为 =S•v对于不可压缩流体，有S1V1=S2V2S•▼=怕.量该式即为理想流体的连续性方程，它表示，理想流体做定常流动时，流体的速率与流管截面积的乘积是一个恒量。2、 流线的走向表示速度的方向，流线的疏密表示速度的大小。3、 psv=恒量表示单位时间内流进流管的流体质量等于同一时间内从流管流出的流体质量。三、伯努利方程伯努利方程反映了理想流体在作定常流动时压强和流速的关系，是流体力学中的基本方程式。1p+pv2+pgh=p+pv2+pgh1 2 1 12 2 2 2该式可写成p+2pv2+pgh=恒量此二式都称为伯努利方程，它们描述了理想流体作定常流动时的基本规律。结论：当理想流体沿水平管道流动式，管道截面积小的地方流速大，压强小：管道截面积大的地方流速小，压强大。四、黏性流体的运动1、基本概念⑴黏力(内摩擦力)：在作相对运动的两层流体之间的接触面上，存在一对阻碍两流体层相对运动的大小相等而方向相反的摩擦力，这种摩擦力称为流体的黏力。⑵速率梯度：在垂直于流动方向上，每增加单位距离流体速率的增加量，也就是沿垂直于流动方向上速度的变化率。«处的速率梯度可表示为(—)，不一定是常量，可能是z的函数0 dzZ0⑶黏力 F=+"—)ksdzZ0其中门表示流体的黏度，单位为Pa-s流体的黏度与温度有密切的关系，液体的黏度随温度的升高二减小：气体的黏度随温度的升高而增大。2、黏性流体的运动规律由于黏力的存在，为了维持黏性流体在管道中作定常流动，要么必须保证管道两端的压强差，以外力对流体做功的形式来弥补由于黏力所引起的能量损耗；要么必须保证管道两端的高度差，以降低流体重力势能的方式来弥补由于黏力所引起的能量损耗：或者两者兼而有之。3、泊肃叶定律门是流体的黏度p1-p2表示管道两端的压强差l和r分别是管道的长度和半径结论：&11-w= vr2流体在水平圆管中作层流时，黏性损耗与平均流速成正比。4、湍流和雷诺数湍流：流体中出现了沿垂直于管轴方向的速度分量的不规则运动。雷诺数：Re=PVr其中Re为雷诺数，由层流过渡到湍流的雷诺数，