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流体力学知识点总结

第一章绪论液体和气体统称为流体，流体的基本特性是具有流动性，只要剪应力存在流动就持续进行，流体在静止时不能承受剪应力。流体连续介质假设：把流体当做是由密集质点构成的，内部无空隙的连续体来研究。流体力学的研究方法：理论、数值、实验。作用于流体上面的力（1）表面力：通过直接接触，作用于所取流体表面的力。ΔFΔPΔTAΔAVτ法向应力pA周围流体作用的表面力切向应力作用于A上的平均压应力作用于A上的平均剪应力应力为A点压应力，即A点的压强法向应力为A点的剪应力切向应力应力的单位是帕斯卡（pa），1pa=1N/㎡，表面力具有传递性。（2）质量力：作用在所取流体体积内每个质点上的力，力的大小与流体的质量成比例。（常见的质量力：重力、惯性力、非惯性力、离心力）单位为流体的主要物理性质（1）惯性：物体保持原有运动状态的性质。质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。常见的密度（在一个标准大气压下）：4℃时的水20℃时的空气（2）粘性huu+duUzydyx牛顿内摩擦定律：流体运动时，相邻流层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。即以应力表示τ—粘性切应力，是单位面积上的内摩擦力。由图可知——速度梯度，剪切应变率（剪切变形速度）粘度μ是比例系数，称为动力黏度，单位“pa·s”。动力黏度是流体黏性大小的度量，μ值越大，流体越粘，流动性越差。运动粘度单位：m2/s同加速度的单位说明：1）气体的粘度不受压强影响，液体的粘度受压强影响也很小。2）液体T↑μ↓气体T↑μ↑无黏性流体无粘性流体，是指无粘性即μ=0的液体。无粘性液体实际上是不存在的，它只是一种对物性简化的力学模型。（3）压缩性和膨胀性压缩性：流体受压，体积缩小，密度增大，除去外力后能恢复原状的性质。T一定，dp增大，dv减小膨胀性：流体受热，体积膨胀，密度减小，温度下降后能恢复原状的性质。P一定，dT增大，dV增大A液体的压缩性和膨胀性液体的压缩性用压缩系数表示压缩系数：在一定的温度下，压强增加单位P，液体体积的相对减小值。由于液体受压体积减小，dP与dV异号，加负号，以使к为正值；其值愈大，愈容易压缩。к的单位是“1/Pa”。（平方米每牛）体积弹性模量K是压缩系数的倒数，用K表示，单位是“Pa”液体的热膨胀系数：它表示在一定的压强下，温度增加1度，体积的相对增加率。单位为“1/K”或“1/℃”在一定压强下，体积的变化速度与温度成正比。水的压缩系数和热膨胀系数都很小。P增大水的压缩系数K减小T升高水的膨胀系数增大B气体的压缩性和膨胀性气体具有显著的可压缩性，一般情况下，常用气体（如空气、氮、氧、CO2等）的密度、压强和温度三者之间符合完全气体状态方程，即理想气体状态方程P——气体的绝对压强（Pa）；ρ——气体的密度（Kg/cm3）；T——气体的热力学温度（K）；R——气体常数；在标准状态下，M为气体的分子量，空气的气体常数R=287J/Kg．K。适用范围：当气体在很高的压强，很低温度下，或接近于液态时，其不再适用。第二章流体静力学静止流体具有的特性（1）应力方向沿作用面的内发现方向。（2）静压强的大小与作用面的方位无关。流体平衡微分方程欧拉在静止流体中，各点单位质量流体所受表面力和质量力相平衡。欧拉方程全微分形式：等压面：压强相等的空间点构成的面（平面或曲面）。等压面的性质：平衡流体等压面上任一点的质量力恒正交于等压面。由等压面的这一性质，便可根据质量力的方向来判断等压面的形状。质量力只有重力时，因重力的方向铅垂向下，可知等压面是水平面。若重力之外还有其它质量力作用时，等压面是与质量力的合力正交的非水平面。液体静力学基本方程P0P1P2Z1Z2P—静止液体内部某点的压强h—该点到液面的距离，称淹没深度Z—该点在坐标平面以上的高度P0—液体表面压强，对于液面通大气的开口容器，视为大气压强并以Pa表示推论（1）静压强的大小与液体的体积无关（2)两点的的压强差等于两点之间单位面积垂直液柱的重量（3）平衡状态下，液体内任意压强的变化，等值的传递到其他各点。液体静力学方程三大意义⑴.位置水头z：任一点在基准面以上的位置高度，表示单位重量流体从某一基准面算起所具有的位置势能，简称比位能，或单位位能或位置水头。⑵.压强水头：表示单位重量流体从压强为大气压算起所具有的压强势能，简称比压能或单位压能或压强水头。⑶.测压管水头（）：单位重量流体的比势能，或单位势能或测压管水头。压强的度量绝对压强：以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强，以符号pabs表示。（大于0）相对压强：以当地大气压为基准起算的压强，以符号p表示。（可正可负可为0）真空：当流体中某点的绝对压强小于大气压时，则该点为真空，其相对压强必为负值。真空值与相对压强大小相等，正负号相反（必小于0）相对压强和绝对压强的关系绝