流體力學(xué)知識(shí)重點(diǎn).doc

流體連續(xù)介質(zhì)模型：可以認(rèn)為流體內(nèi)的每一點(diǎn)都被確定的流體質(zhì)點(diǎn)所占據(jù)，其中并無(wú)間隙，于是流體的任一物理參數(shù)（）都可以表示為空間坐標(biāo)跟時(shí)間的連續(xù)函數(shù)（），而且是連續(xù)可微函數(shù)，這就是流體連續(xù)介質(zhì)假說(shuō)，即流體連續(xù)介質(zhì)模型。流體的力學(xué)特性1， 流動(dòng)性：流體沒(méi)有固定的形狀，其形狀取決于限制它的固體邊界，流體在受到很小的切應(yīng)力時(shí)，就要發(fā)生連續(xù)的變形，直到切應(yīng)力消失為止。2， 可壓縮性：流體不僅形狀容易發(fā)生變化，而且在壓力作用下體積也會(huì)發(fā)生變化。3， 粘滯性：流體在受到外部剪切力作用發(fā)生連續(xù)變形，即流動(dòng)的過(guò)程中，其內(nèi)部相應(yīng)要發(fā)生對(duì)變形的抵抗，并以內(nèi)摩擦的形式表現(xiàn)出來(lái)，運(yùn)動(dòng)一單停止，內(nèi)摩擦即消失。牛頓剪切定律：流體層之間單位面積的內(nèi)摩擦力與流體變形速率（速度梯度）成正比（）無(wú)滑移條件：流體與固體壁面之間不存在相對(duì)滑動(dòng)，即固體壁面上的流體速度與固體壁面速度相同，在靜止的固體壁面上，流體速度為零。理想流體：及粘度（）的流體，或稱為無(wú)黏流體表面張力：對(duì)于與氣體接觸的液體表面，由于表面兩側(cè)分子引力作用的不平衡，會(huì)是液體表面處于張緊狀態(tài)，即液體表面承受有拉伸力，液體表面承受的這種拉伸力稱為表面張力。表面張力系數(shù)：液體表面單位長(zhǎng)度流體線上的拉伸力稱為表面張力系數(shù)，通常用希臘字母（）表示，單位（）毛細(xì)現(xiàn)象：如果將直徑很小的兩只玻璃管分別插入水和水銀中，管內(nèi)外的液位將有明顯的高度差，這種現(xiàn)象稱為毛細(xì)現(xiàn)象，毛細(xì)現(xiàn)象是由液體對(duì)固體表面的潤(rùn)濕效應(yīng)和液體表面張力所決定的一種現(xiàn)象。毛細(xì)現(xiàn)象液面上升高度（）牛頓流體：有一大類流體，他們?cè)谄叫袑訝盍鲃?dòng)條件下，其切應(yīng)力（）與速度梯度（）表現(xiàn)出線性關(guān)系，這類流體被稱為牛頓型流體，簡(jiǎn)稱牛頓流體。描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法1， 拉格朗日法：通過(guò)研究流體場(chǎng)中單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而研究流體的整體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這一種方法稱為拉格朗日法2， 歐拉法：通過(guò)研究流體場(chǎng)中某一空間點(diǎn)的流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而研究流體的整體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這一種方法稱為歐拉法跡線：流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡線曲線稱為跡線流線：流線是任意時(shí)刻流場(chǎng)中存在的一條曲線，該曲線上流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向與其所在點(diǎn)處曲線的切線方向一致。流線的性質(zhì)1， 除了速度為零或者無(wú)窮大的特殊點(diǎn)外，經(jīng)過(guò)空間一點(diǎn)只有一條流線，即流線不能相交，因?yàn)槊恳粫r(shí)刻空間點(diǎn)只能被一個(gè)質(zhì)點(diǎn)所占據(jù)，只有一個(gè)速度方向。2， 流場(chǎng)中每一點(diǎn)都有流線通過(guò)，所有流線形成流線譜。3， 流線的形狀和位置隨時(shí)間而變化，但穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)流線的形狀和位置不隨時(shí)間而變化。流線與跡線的區(qū)別：流線與跡線是兩個(gè)不同的概念，流線是同一時(shí)刻不同質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的一條流體線，跡線則是同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻經(jīng)過(guò)的空間點(diǎn)所構(gòu)成的軌跡線，但是穩(wěn)態(tài)流動(dòng)條件下，流線與跡線是重合的。直角坐標(biāo)系中的流線微分方程：（）流管的定義：在流場(chǎng)中做一條不與流線重合的封閉曲線，則通過(guò)此曲線的所有流線將構(gòu)成一個(gè)管狀曲面，該管狀曲面就稱為流管。流管的性質(zhì)：根據(jù)流線不能相交的性質(zhì)，流管表面不可能有流體穿過(guò)，其次，與流線相類似，流管的形狀一般是隨時(shí)間而變化的，單穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，流管的形狀是確定的，工程實(shí)際中管道是流管的特例，此時(shí)的流管表面即為管道內(nèi)壁面。流體區(qū)別于剛體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，除了想剛體那樣有平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)外，同時(shí)還有連續(xù)不斷的變形，包括拉伸和剪切變形，而且由于變形連續(xù)不斷，其變形也不能像固體那樣用變形量的大小來(lái)度量，而必須用變形速率（單位時(shí)間的變形量）來(lái)度量。微元流體線的線變形速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)線段L的相對(duì)伸長(zhǎng)率。微元流體線的轉(zhuǎn)動(dòng)速率：流體微元線段在某一個(gè)平面內(nèi)單位時(shí)間所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，即線段在該平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，并約定在右手法則坐標(biāo)系下，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為正。微元流體團(tuán)的轉(zhuǎn)動(dòng)速率；微元流體團(tuán)在某一平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)速率為該平面內(nèi)兩正交微元流體線各自轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的平均值。微元流體團(tuán)的剪切變形速率：微元流體團(tuán)的剪切變形速率定義為平面內(nèi)兩正交微元流體線夾角對(duì)時(shí)間的變化率。微元流體團(tuán)的體積膨脹速率-不可壓縮流體的連續(xù)性方程：微元流體團(tuán)的體積膨脹速率定義為單位時(shí)間微元流體團(tuán)的體積膨脹率。有旋流動(dòng)：若流場(chǎng)中0，則（ ）三個(gè)分量中只要有一個(gè)不為零，則稱該流場(chǎng)中的流動(dòng)為有旋流動(dòng)，又稱為旋渦流動(dòng)。無(wú)旋流動(dòng)：若流場(chǎng)中的渦量處處為零，即流場(chǎng)中處處有（ ）則該流場(chǎng)內(nèi)的流動(dòng)稱為無(wú)旋流動(dòng)。強(qiáng)制渦與自由渦是兩種典型的平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。強(qiáng)制渦的特點(diǎn)：流場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)具有相同的角速度（ ），任意半徑（ ）處流體的切向速度（ ）自由渦的特點(diǎn)：流場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)單位質(zhì)量流體具有能量相同，半徑 處流體的切向速度（ ）其中（ ） 為常數(shù)。重力流動(dòng)：流體因重力自發(fā)產(chǎn)生的流動(dòng)。壓差流動(dòng)：靠流體自身壓力差做功產(chǎn)生的流動(dòng)。剪切流動(dòng)或摩擦流動(dòng)：僅對(duì)流體表面施加剪切力使流體獲得動(dòng)能所產(chǎn)生的流動(dòng)。層流流動(dòng)的速度分布：層流時(shí)，各流體層之間僅靠分子動(dòng)量擴(kuò)散產(chǎn)生的相互作用，圓管中的速度分布成拋物線形。湍流流動(dòng)的速度分布：湍流時(shí)，流體團(tuán)大尺度的隨機(jī)脈動(dòng)使流體間的相互混合大為增強(qiáng)，其速度分布趨于圓臺(tái)形，即管壁附近速度梯度很大，而中心區(qū)速度分布平緩，這意味著湍流時(shí)流體與管壁摩擦力顯著增加。湍流強(qiáng)度：對(duì)于湍流流動(dòng)，除分子熱運(yùn)動(dòng)外，同時(shí)還存在流體微團(tuán)在各個(gè)方向的隨機(jī)脈動(dòng)，因此沿流動(dòng)方向的切應(yīng)力（ ）由這兩種運(yùn)動(dòng)的橫向動(dòng)量擴(kuò)散所產(chǎn)生。脈動(dòng)速度各項(xiàng)同性。流動(dòng)邊界：一般指流場(chǎng)中的相界面，包括氣-液邊界，液-液邊界和流-固邊界。固壁邊界對(duì)流動(dòng)的影響：1、影響流體流動(dòng)路徑；2、對(duì)流體流動(dòng)產(chǎn)生流動(dòng)阻力。定性尺寸：在流動(dòng)力學(xué)中反映流場(chǎng)邊界幾何形狀，影響的特征尺寸稱為定性尺寸（用L泛指）。定性速度：反映流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度影響的特征速度稱為定性速度（用V泛指）。根據(jù)流場(chǎng)定性速度V,定型尺寸L以及流場(chǎng)幾何尺度的不同，固壁邊界對(duì)流場(chǎng)的影響范圍是不同的，由此可將流動(dòng)問(wèn)題分為兩種類型：一：固壁邊界影響要傳遞到整個(gè)流場(chǎng) 二：固壁邊界影響僅局限于壁面附近。圓管中的流動(dòng)：當(dāng)流體以均勻速度（）（與平均速度相等）進(jìn)入管口后，收管壁摩擦影響，流體首先在近壁區(qū)建立速度梯度，近壁區(qū)速度分布發(fā)生變化，隨著流動(dòng)向前發(fā)展，管壁的影響逐漸傳遞到管中心，遍及整個(gè)管道截面，此后速度分布形態(tài)不再改變。進(jìn)口區(qū)：通常將管壁影響達(dá)到管中心之前的流動(dòng)區(qū)稱為進(jìn)口區(qū)發(fā)展中流動(dòng)：進(jìn)口區(qū)的流動(dòng)稱為發(fā)展中流動(dòng)從分發(fā)展區(qū)：進(jìn)口區(qū)之后的流動(dòng)區(qū)稱為充分發(fā)展區(qū)充分發(fā)展的流動(dòng)：充分發(fā)展區(qū)對(duì)應(yīng)的流動(dòng)進(jìn)口區(qū)與充分發(fā)展區(qū)的流動(dòng)行為差異：進(jìn)口區(qū)流動(dòng)是二維的，而充分發(fā)展區(qū)是一維的。管內(nèi)流動(dòng)雷諾數(shù)：（）曳力：流體流動(dòng)過(guò)程中沿流動(dòng)方向作用于固體壁面的總力稱為曳力。流動(dòng)阻力：固體壁面在流動(dòng)方向?qū)α黧w的反作用力稱為流動(dòng)阻力。（ ）形狀阻力：形狀阻力（）是固體壁面上正壓力分布不均勻所產(chǎn)生的，又稱為壓差阻力。摩擦阻力：摩擦阻力（）是固體壁面上正壓力分布不均勻所產(chǎn)生的。原型管道的阻力系數(shù)：質(zhì)量力：因質(zhì)量力場(chǎng)作用產(chǎn)生的力，屬于非接觸力或者成為遠(yuǎn)程力。表面力：流體表面受到與之接觸的流體或者固體壁面的作用力，稱為近程力。附加正應(yīng)力（）：反映粘性運(yùn)動(dòng)流體的線變形產(chǎn)生的表面力（法向）。切應(yīng)力（）：反映黏性運(yùn)動(dòng)流體剪切變形產(chǎn)生的表面力（切向）對(duì)于理想流體或者對(duì)于靜止流體，（）（）均為零壓力P的大小與其表面取向是無(wú)關(guān)的。靜止流場(chǎng)中任意一點(diǎn)處的壓力值與流體表面取向無(wú)關(guān)壓力的方向總是指向所取表面（即沿表面外法線的負(fù)方向）慣性坐標(biāo)系中任何物體處于靜止的必要條件：作用在物體上的外力總和及外力矩和均為零靜力學(xué)基本方程：質(zhì)量力指向壓力增加的方向不可壓縮靜止流場(chǎng)中質(zhì)量力有勢(shì)，所以其流體分界面必然是等壓面和等勢(shì)面流體密度只是壓力的函數(shù)的流場(chǎng)稱為正壓流場(chǎng)重力場(chǎng)靜止流體的壓力微分方程：如果將坐標(biāo)原點(diǎn)置于自由液面，并令自由液面壓力等于大氣壓力，即給定邊界條件（） 則對(duì)式（ ）積分為（）等壓面方程：Z=C對(duì)于連通管路或者容器系統(tǒng)中的同一種靜止流體，在同一水平位置具有相同的壓力重力場(chǎng)靜止液體之間的分界面是等壓面達(dá)朗貝爾原理：質(zhì)量為m的物體以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)要受到加速度反方向的慣性力的作用，其慣性力為ma，即單位質(zhì)量慣性力為a，且慣性力與物體所受到的其他外力構(gòu)成平衡力系。系統(tǒng)：系統(tǒng)就是確定不變的物質(zhì)集合控制體：控制體就是根據(jù)需要所選擇的具有確定位置和形狀的流場(chǎng)空間控制體的特點(diǎn)：邊界形狀不變而內(nèi)部的質(zhì)量可變通過(guò)一截面的質(zhì)量流量取決于此截面上流體的法向速度質(zhì)量通量：?jiǎn)挝幻娣e的質(zhì)量流量（）質(zhì)量守恒方程：穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量守恒方程：穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，控制體內(nèi)的總質(zhì)量與時(shí)間無(wú)關(guān)，即（）動(dòng)量守恒方程：流體能量一般劃分為1， 儲(chǔ)存能：儲(chǔ)存能是流體因物質(zhì)內(nèi)部做微觀運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)整體宏觀運(yùn)動(dòng)具有的能量，包括：內(nèi)能，動(dòng)能，位能2， 遷移能：遷移能是流體系統(tǒng)與外界經(jīng)行熱，功交換過(guò)程中傳遞的能量，包括熱量Q或功能W突擴(kuò)管的壓頭變化由兩部分構(gòu)成1， 渦流耗散使壓力下降（壓力能損失）2， 流通面積擴(kuò)大使流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，導(dǎo)致壓頭升高。突縮管壓力降由兩部分構(gòu)成1， 因局部阻力損失產(chǎn)生的壓力降2， 因流通面積縮?。ǎ黧w壓力能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能產(chǎn)生的壓力降常見(jiàn)邊界條件：1， 固壁液體邊界（）2， 液體液體邊界（）3， 氣體液體邊界（）穩(wěn)態(tài)：意味著流動(dòng)過(guò)程與時(shí)間無(wú)關(guān)一維流動(dòng)：流體只在一個(gè)坐標(biāo)方向上流動(dòng)，且流體速度的變化也只與一個(gè)空間坐標(biāo)有關(guān)。不可壓縮流體的的一維穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，流體速度沿流動(dòng)方向的變化必然為零，即（）由于流體速度沿流動(dòng)方向沒(méi)有變化的流動(dòng)稱為充分發(fā)展的流動(dòng)，因此，不可壓縮流體的一維流動(dòng)必然屬于充分發(fā)展的流動(dòng)。壓差流：由進(jìn)出口兩端的壓力差產(chǎn)生的流動(dòng)剪切流：由于兩壁面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的流動(dòng)這兩種因素也可能同時(shí)存在，對(duì)于非水平平壁間的狹縫流動(dòng)，還將受到重力的影響?yīng)M縫流動(dòng)的邊界條件：（）管內(nèi)的切應(yīng)力與速度分布：對(duì)于圓管內(nèi)的流動(dòng)，壁面速度為零，且由于對(duì)稱性，管中心線上速度梯度也必然為零，故邊界條件為（）圓形套管內(nèi)流動(dòng)的邊界條件：降膜流動(dòng)是靠重力產(chǎn)生的，與管內(nèi)流動(dòng)和狹縫流動(dòng)相比，其特點(diǎn)是：液膜的一側(cè)與大氣接觸，為典型的液氣邊界條件，由于液膜的一側(cè)與大氣接觸，故沿流動(dòng)方向沒(méi)有壓力差。液膜兩側(cè)分別與固壁和大氣接觸，其邊界條件是：（）不可壓縮流體的連續(xù)性方程：速度的散度（體變形率）：?jiǎn)挝惑w積的流體，單位時(shí)間內(nèi)的體積增量。對(duì)于不可壓縮流體沿力方向的一維流動(dòng)，其連續(xù)性方程為（）體積力：體積力是由于外力場(chǎng)的作用在微元體整個(gè)體積上所產(chǎn)生的力，又稱徹體力或者質(zhì)量力。表面力：作用于流體表面的力。動(dòng)量通量：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位面積輸入輸出的動(dòng)量動(dòng)量通量=質(zhì)量通量*流體速度質(zhì)量流量=質(zhì)量通量*流通面積斯托克斯三個(gè)假設(shè)：1， 應(yīng)力與變形速率成線性關(guān)系2， 應(yīng)力與變形速率的關(guān)系各項(xiàng)同性3， 靜止流場(chǎng)中，切應(yīng)力為零，各正應(yīng)力均等于靜壓力，即（0正應(yīng)力與線變形率 :流體正應(yīng)力由兩部分構(gòu)成；一部分是流體靜壓力產(chǎn)生的正應(yīng)力；另一部分是粘性流體運(yùn)動(dòng)變形產(chǎn)生的正應(yīng)力（拉伸或壓縮應(yīng)力），且僅與流體變形速率即（）正應(yīng)力與靜壓力；精致條件下流體的正應(yīng)力數(shù)值上等于流體靜壓力p，且為正應(yīng)力為（0P=雖然運(yùn)動(dòng)流體的三個(gè)正應(yīng)力在數(shù)值上一般不等于壓力值，但他們的平均值總是和靜壓力大小相等的一維流動(dòng)是，其流場(chǎng)中任一點(diǎn)的正應(yīng)力與靜止流體的情況一樣，都等于流體靜壓產(chǎn)生的正應(yīng)力-pN-S方程只是用與牛頓流體應(yīng)用條件只適用于牛頓流體 層流流動(dòng)，湍流流動(dòng) 必考必考平面流動(dòng)是指整個(gè)流場(chǎng)中流體速度都平行于某一平面，且流體各物理量在于該平面垂直的方向上沒(méi)有變化的流動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)區(qū)別于剛體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；流體微元團(tuán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中除了有平移運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，還有連續(xù)不斷打的變形，包括線變形和角變形。有旋和無(wú)旋；根據(jù)流體微元團(tuán)本身是否旋轉(zhuǎn)，流體運(yùn)動(dòng)可分為有旋流動(dòng)和無(wú)旋流動(dòng)，如果流體微元團(tuán)的角速度w 在流場(chǎng)中處處為零，則稱為無(wú)旋流動(dòng)，否則為有旋流動(dòng)。（0對(duì)于自由渦，（）顧流動(dòng)是無(wú)旋的，對(duì)于強(qiáng)制渦，（0 故流動(dòng)為有旋線流量 線流量就是線段與通過(guò)線段的法向速度的乘機(jī)速度環(huán)量 速度環(huán)量就是封閉曲線上的切向速度（）沿封閉曲線的積分等流函數(shù)線為流線必考 7-13A等勢(shì)線 令速度勢(shì)函數(shù)等于曲線簇就是等勢(shì)線流網(wǎng) 流線與等勢(shì)線相交所組成的表示流動(dòng)特性的網(wǎng)線稱為流網(wǎng)必考 eg7-3理想流體繞固定圓柱體的流動(dòng) 流動(dòng)可視為由X方向的平行直線等流速 與偶極流疊加而成可見(jiàn)駐點(diǎn)處壓力最大P=1，在三十度是p=0,在上下頂點(diǎn)處壓力最小，為負(fù)壓，p=-3勢(shì)函數(shù)和流函數(shù) 一流動(dòng)可視為由x方向的平行直線等速流，偶極流和順時(shí)針點(diǎn)渦的疊加合成馬格努斯效應(yīng) 轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體平行流中要受到垂直于平行流動(dòng)方向上的作用力，類似條件下的球體或者其他物體也會(huì)受到這樣的力，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究方法：1 實(shí)物實(shí)驗(yàn) 2 比擬實(shí)驗(yàn) 3 模型試驗(yàn)流體相似包括：1 幾何相似 2 運(yùn)動(dòng)相似 3 動(dòng)力相似幾何相似：模型流動(dòng)的邊界形狀和原型相似，即在流場(chǎng)中模型與原型流動(dòng)邊界的對(duì)應(yīng)邊要成一定比例。運(yùn)動(dòng)相似：幾何相似的兩個(gè)流動(dòng)系統(tǒng)中的對(duì)應(yīng)流線形狀也相似。動(dòng)力相似：在兩個(gè)幾何相似，運(yùn)動(dòng)相似的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)應(yīng)點(diǎn)處作用的相同性質(zhì)力F的方向相同大小成一定比例。相似準(zhǔn)則是流動(dòng)相似的充分必要條件，建立相似準(zhǔn)則一般有兩種途徑：對(duì)于已有流動(dòng)微分方程描述的問(wèn)題，可直接根據(jù)微分方程和相似條件導(dǎo)出相似準(zhǔn)則，對(duì)于還沒(méi)能建立微分的問(wèn)題，只要知道影響流動(dòng)過(guò)程的物理參數(shù)，則可通過(guò)量綱分析方法導(dǎo)出相似準(zhǔn)則。雷諾數(shù)Re：雷諾數(shù)是與流體性質(zhì)有關(guān)的相似數(shù)，表示慣性力與黏性力之比。即（）歐拉數(shù)Eu;是與壓力有關(guān)的相似數(shù)，因此也稱為壓力相似數(shù)，表示壓力與慣性力之比。佛魯?shù)聰?shù)Fr：佛魯?shù)聰?shù)是與重力有關(guān)的相似數(shù)，亦稱為重力相似數(shù)，表示慣性力與重力之比流體力學(xué)中最基本的物理量有長(zhǎng)度，質(zhì)量，時(shí)間，熱力學(xué)溫度量綱和諧原理：只有量綱相同的物理量才能相加減，所以正確的物理關(guān)系式中各加和項(xiàng)的量綱必須是相同的，等式兩邊的量綱也必須是相同的，這就是量綱和諧原理。量綱分許方法包括：瑞利方法和白金漢姆方法白金漢姆法（pai定理）基本原理：若某一物理過(guò)程需要幾個(gè)物理參數(shù)來(lái)描述，且這些物理參數(shù)涉及r 個(gè)基本量綱，則此物理過(guò)程可用n-r個(gè)無(wú)量綱特征數(shù)來(lái)描述，這些無(wú)量綱特征數(shù)稱為pai 項(xiàng)。模型應(yīng)與原型相似，這種模型稱為正太模型臨界雷諾數(shù)：從層流過(guò)渡到湍流所對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)影響條件；進(jìn)口處的擾動(dòng)，管道入口的形狀，管壁粗糙度等因數(shù)湍流強(qiáng)度：用脈動(dòng)量的均方根值來(lái)反映湍流脈動(dòng)的強(qiáng)烈程度（）流體做湍流流動(dòng)時(shí)，流體層之間除了存在切應(yīng)力之外，還存在著湍流脈動(dòng)引起的附加切應(yīng)力（雷諾應(yīng)力）普朗特混合長(zhǎng)度理論：湍流中流體為微團(tuán)的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)與氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)相似，因此，可借用分子運(yùn)動(dòng)論中建立黏性應(yīng)力與速度梯度之間關(guān)系的方法來(lái)研究湍流中雷諾應(yīng)力與時(shí)均速度之間的關(guān)系。壁面附近的湍流可分成近壁黏性底層，過(guò)渡區(qū)，湍流核心區(qū)三個(gè)區(qū)域。在靠近壁面的黏性底層中，雷諾應(yīng)力遠(yuǎn)小于黏性應(yīng)力在黏性底層區(qū)，速度分布是線性的在湍流核心區(qū)雷諾應(yīng)力遠(yuǎn)大于黏性應(yīng)力湍流核心區(qū)速度呈半對(duì)數(shù)分布黏性應(yīng)力與雷諾應(yīng)力有相同的量級(jí)通常采用e表示管內(nèi)表面粗糙峰的平均高度，稱為絕對(duì)粗糙度，e/D稱為相對(duì)粗糙度，其中D為管內(nèi)徑。對(duì)于湍流流動(dòng)，粗糙度對(duì)速度和阻力有顯著影響，并且可將粗糙管湍流分為三種不同的情況，即水力光滑管，過(guò)渡型圓管和水力粗糙管。沿程阻力，沿程阻力損失，管道沿程壓力降：壓降由摩擦耗散而產(chǎn)生，通常將因?yàn)楣艿辣诿娈a(chǎn)生的阻力稱為沿程阻力，由此產(chǎn)生的壓頭損失稱為沿程壓力損失對(duì)應(yīng)的壓降稱為管道沿程壓降。局部阻力，局部阻力損失，局部壓降：將流動(dòng)方向突然改變產(chǎn)生的阻力稱為局部阻力，由此產(chǎn)生的壓頭損失稱為局部阻力損失，對(duì)應(yīng)的壓降稱為局部壓降。阻力損失是管道設(shè)計(jì)所考慮的主要問(wèn)題。進(jìn)口段長(zhǎng)度：1,速度分布充分發(fā)展所需的長(zhǎng)度2，壁面上切應(yīng)力值達(dá)到充分發(fā)展所需的進(jìn)口段長(zhǎng)度進(jìn)口段阻力：1， 黏性應(yīng)力（對(duì)于湍流，還包括雷諾應(yīng)力），引起的阻力損失2， 核心區(qū)流體被加速引起的阻力損失層流進(jìn)口段阻力：最大減小確定值湍流進(jìn)口段阻力：最大減小回升減小確定值主流與次流：為什么彎管比直管傳熱效率大：流動(dòng)分離現(xiàn)象：流體流經(jīng)彎頭等管件時(shí)主法方向發(fā)生改變，所產(chǎn)生的離心力將使流體壁面的壓力分布發(fā)生變化，從而引起的流體的渦旋運(yùn)動(dòng)。彎管的阻力：彎管的壓頭損失是由壁面摩擦，流動(dòng)分離和次流因素造成的，管道彎曲程度越大，壓頭損失也越大。普朗特邊界層理論（繞物體的大雷諾數(shù)流動(dòng)可分為兩個(gè)區(qū)域）1， 壁面很薄的流體層區(qū)域，稱為邊界層，邊界層內(nèi)流體黏性作用極為重要，不可以忽略。2， 邊界層以外的區(qū)域，稱為外流區(qū)，該流區(qū)內(nèi)的流動(dòng)可看成是理想流體的流動(dòng)。將流體速度從u=0到u=0.99u0對(duì)應(yīng)的流體層厚度為邊界層厚度，用（）表示，u=0處（即固體壁面）為邊界層內(nèi)邊界，u=0.99（）處就是邊界層的外邊界。邊界層的引入，從動(dòng)力學(xué)的角度將繞流流動(dòng)劃分為兩個(gè)區(qū)域：1， 黏性力占主導(dǎo)的邊界層區(qū)2， 慣性力作用占主導(dǎo)的外流區(qū)普朗特邊界層方程的邊界條件：流體沿彎曲壁面的繞流中，邊界層內(nèi)會(huì)伴隨產(chǎn)生壓差，從而可能導(dǎo)致邊界層脫離物體表面，產(chǎn)生邊界層分離現(xiàn)象，其次，由于彎曲壁面不再平行于來(lái)流且壓力分布不均，因而壁面總阻力通常就包括摩擦阻力和壓差阻力，形狀阻力連個(gè)部分。發(fā)生邊界層分離后，在物體后部形成分離區(qū)，分離區(qū)將嚴(yán)重影響外流區(qū)的邊界，因此，這時(shí)已經(jīng)不能認(rèn)為黏性起作用的區(qū)域只是限制在固體物面附近一層很薄的流體中，邊界層理論不在適用。黏性流體在順壓力梯度和零壓力梯度的條件下，不可能出現(xiàn)邊界層分離，所以邊界層分離只可能在逆壓力梯度的條件下發(fā)生。繞流流動(dòng)中，固體對(duì)流體的作用總力分為兩部分：平行于流動(dòng)方向的作用力即繞流總阻力Fd,垂直于流動(dòng)方向的作用力Ft.影響顆粒沉降速度的因素：1 濃度的影響 2 器壁效應(yīng) 3 非球形度的影響葉輪機(jī)械又稱為透平機(jī)械根據(jù)流體的流動(dòng)方式，葉輪機(jī)械分成徑流式和軸流式兩種類型。流體力學(xué)模型假設(shè)：1， 在控制體的進(jìn)出口，流體均為一維流動(dòng)，且方向任意。2， 控制體內(nèi)為穩(wěn)態(tài)流動(dòng)3， 控制體與外界無(wú)熱交換4， 控制體內(nèi)無(wú)化學(xué)反映流體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一般分為三種形式：1，自由渦運(yùn)動(dòng) 2，強(qiáng)制渦運(yùn)動(dòng) 3，組合渦運(yùn)動(dòng)旋流器中氣體流動(dòng)過(guò)程的描述：工業(yè)中產(chǎn)生過(guò)濾壓力的四種方法：1， 重力 2，抽真空 3，加壓 4 ，離心力過(guò)濾壓力dpc由兩部分組成：微元濾餅兩面的壓力差dp，微元內(nèi)液體的離心力。流體在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的流動(dòng)三種理論：活塞流動(dòng)理論，層流流動(dòng)理論 流線流動(dòng)理論液體和氣體的粘性有何區(qū)別？原因是什么？答： 答：（1）溫度升高時(shí)液體的粘滯系數(shù)降低，流動(dòng)性增加。這是因?yàn)橐后w的粘性主要是由分子間的內(nèi)聚力造成的。溫度升高時(shí)，分子間的內(nèi)聚力減小，粘滯系數(shù)就要降低。（2）溫度升高時(shí)，氣體的粘滯系數(shù)增大。造成氣體粘性的主要原因時(shí)氣體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)。當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)的速度加大，速度不同的相鄰氣體層之間的質(zhì)量和動(dòng)量交換隨之加劇，所以，氣體的粘性將增大。作用在流體上的力，包括哪些力？答：作用在流體上的力，按力的表現(xiàn)形式分為質(zhì)量力和表面力兩類。質(zhì)量力包括重力、直線慣性力和離心慣性力；表面力包括壓力和切力。流體靜壓力有哪些特性？答：（1）靜壓力方向永遠(yuǎn)沿著作用面的內(nèi)法線方向；（2）靜止流體中任何一點(diǎn)上各個(gè)方向的靜壓力大小相等，與作