工程流體力學總復習

1、工程流體力學緒論一、 流體力學的研究對象二、流體的基本特點三、連續(xù)介質(zhì)模型四、流體力學的研究方法及其應(yīng)用第一章 流體的主要物理性質(zhì)§1.1密度、重度和比重§1.2作用于流體上的力§1.3 流體的壓縮性與膨脹性§1.4 流體粘性§1.5表面張力和毛細現(xiàn)象第二章 流體靜力學§2.1流體靜壓強及其特性§2.2流體平衡微分方程式§2.3 絕對靜止液流體的壓強分布§2.4 相對靜止流體 §2.5平面上液體的總壓力§2.6曲面上的總壓力§2.7物體在絕對靜止液體中的受力第三章 流體運動學

2、 §3.1研究流體運動的兩種方法§拉格朗日法 §歐拉法§拉格朗日方法與歐拉法的轉(zhuǎn)換§3.2流體運動的基本概念§定常與非定常§跡線和流線§流管、有效過流截面和流量§不可壓縮流體和不可壓縮均質(zhì)流體§流體質(zhì)點的變形§有旋流動和無旋流動第四第 流體動力學基本方程組§4.1基本概念§4.2 質(zhì)量守恒方程（連續(xù)性方程）§4.3 運動方程§4.4 能量方程§4.5 狀態(tài)方程第五第 理想流體動力學§5.1 理想流體運動的動量方程§5

3、.2 理想流體運動的伯努里方程§5.3 理想流體運動的拉格朗日積分§5.4 理想流體運動的動量守恒方程及其應(yīng)用§5.5 理想流體運動的動量矩定理及其應(yīng)用第六第 不可壓縮粘性流體動力學§6.1運動微分方程§6.2 流動阻力及能量損失§6.3 兩種流動狀態(tài)§6.4不可壓縮流體的定常層流運動§6.5 雷諾方程和雷諾應(yīng)力§6.6 普朗特混合長理論及無界固壁上的紊流運動§6.7 園管內(nèi)的紊流運動第七第 壓力管路水力計算§7.1實際不可壓縮流體的伯努里方程§7.2 沿程阻力和局部阻力&#

4、167;7.3 基本管路及其水力損失計算§7.4 孔口和管嘴出流第八第 量綱分析和相似原理§8.1 量綱和諧原理§8.2 量綱分析法§8.3 相似原理§8.4模型試驗第一章 流體的主要物理性質(zhì)§1.3 流體的壓縮性與膨脹性1-5解：設(shè)容器的體積為V0，裝的汽油體積為V，那么因溫度升高引起的體積膨漲量為：因體積膨漲量使容器內(nèi)壓強升高個大氣壓下，從而造成體積壓縮量為：因此，溫度升高和壓強升高聯(lián)合作用的結(jié)果，應(yīng)滿足：§1.4 流體粘性例1：如圖所示，一圓錐體繞豎直中心軸作等速轉(zhuǎn)動，錐體與固體的外錐體之間的縫隙=1mm，其間充滿=0

5、.1Pa·s的潤滑油。已知錐體頂面半徑R=0.3m,錐體高度H=0.5m,當錐體轉(zhuǎn)速n=150r/min時，求所需旋轉(zhuǎn)力矩。(38.83N.m)解：根據(jù)題意，由幾何關(guān)系得： 根據(jù)牛頓切應(yīng)力公式，有；因此，由切應(yīng)力產(chǎn)生的阻力矩有其中剪切微元面積為，故§1.5 表面張力和毛細現(xiàn)象 例2：設(shè)一平壁浸入體積很大的水中，由于存在表面張力，在靠近壁面的地方要形成一個曲面，如圖所示。假設(shè)曲面的曲率半徑可以表示成，接觸角和表面張力系數(shù)已知。試確定平壁附近水面的形狀和最大高度。解：對液面上任意一點A，設(shè)液面內(nèi)側(cè)壓力為，外側(cè)壓力為，則（）在重力場中絕對靜止流體的絕對靜壓強為，所以設(shè)，則有：當時

6、，故；當時，故；當時，即第二章 流體靜力學例3：如圖所示，一液體轉(zhuǎn)速計由直徑的中心圓筒和重為W的活塞、以及兩直徑為的有機玻璃管組成，玻璃管與轉(zhuǎn)軸軸線的半徑為R，系統(tǒng)中盛有水銀。試求轉(zhuǎn)動角速度與指針下降距離h的關(guān)系（）。解：在不轉(zhuǎn)動時兩液面高差為，根據(jù)等壓面原理，有： （1）在轉(zhuǎn)動時兩液面高差為，根據(jù)等壓面原理，有： （2）中心圓筒減少的液體體積應(yīng)等于兩玻璃管相對靜止時增加的液體體積，即 （3）將式（1）和式（2）代入式（3）得：例4： 矩形閘門AB寬為1.0m，左側(cè)油深h1=1m ，水深h2=2m，油的比重為0.795，閘門傾角=60º，試求閘門上的液體總壓力及作用點的位置。解：油水

7、界面分界線將閘門AB分為兩部分AE和EB兩部分，見圖示。1）求閘門AE部分受到油壓的總壓力及其作用點 2）求油壓作用在閘門EB部分的總壓力及其作用點3）求水壓作用閘門EB部分的總壓力及其作用點4）求閘門受到的總壓力及其作用點對A點建立力矩平衡，則總壓力的作用點離A點的距離為液面下的垂直距離第五第 理想流體動力學例5：下部水箱重224N，其中盛水重897N，如果此箱放在秤臺上，受如圖所示的恒定流作用。問秤的讀數(shù)是多少。解：1）求上水箱出口流速和流量根據(jù)題意，有，。則，2）求下水箱出口流速和流量根據(jù)題意，有，。則，3）求上水箱液體流入下水箱速液面時的速度4）求秤的讀數(shù)根據(jù)動量定理，運動液體受到的合外力為：下水箱受到運動液體的作用力。秤的讀數(shù)為：第七第 壓力管路水力計算例6：有兩個水位差的貯水池，中間有如圖所示的管道系統(tǒng)相連。各段管道的尺寸如下：，；，。沿