流體靜力平衡方程

1、2.6 流體靜力平衡方程流體靜力平衡方程 流體靜力平衡方程的微分式當(dāng)流體靜止時(shí)，則vx = 0，vy = 0，vz = 0，且gx = 0，gy = 0，gz = g按N-S方程簡(jiǎn)化得： 000gzPyPxP 微分式靜止流體沿水平方向(x、y方向)上的壓力不變，但壓力沿高度(z方向)則有變化。壓力沿高度方向(z方向)的分布規(guī)律靜止流體的壓力分布方程。說(shuō)明2.6 流體靜力平衡方程流體靜力平衡方程2.靜止流體的壓力分布方程 三式相加dzdydx0gzP0yP0 xP0ddddzgzzPyyPxxP0ddzgP則2.6 流體靜力平衡方程流體靜力平衡方程對(duì)不可壓縮流體 constconstconstz

2、PzgPzPzPzgPzgP22112211(壓力分布方程)式中 P靜壓能； z位能。靜止流體的能量平衡方程說(shuō)明2.6 流體靜力平衡方程流體靜力平衡方程z = 0，基準(zhǔn)面上的壓力 z，位能，靜壓能，靜壓能與位能相互轉(zhuǎn)換 2.6 流體靜力平衡方程流體靜力平衡方程 流體的靜壓力 靜壓力的特性單位面積上的作用力，方向與作用面垂直并指向作用面；任一點(diǎn)上的壓力在各個(gè)方向上是相同的壓力壓力是標(biāo)量總壓力是矢量2.6 流體靜力平衡方程流體靜力平衡方程 靜壓力的表示方法工程上習(xí)慣簡(jiǎn)稱壓力真空度儀表測(cè)得的壓力表壓力相對(duì)壓力絕對(duì)壓力PPPPPPPaVaM在國(guó)際單位制中，壓力的單位為Pa PaatmPaOmmH521

3、0013. 1181. 912.6 流體靜力平衡方程流體靜力平衡方程 等壓面靜壓力相等的各點(diǎn)所組成的面 作用于靜止流體中的任意一點(diǎn)的質(zhì)量力必然垂直于通過(guò)該點(diǎn)的等壓面；兩種流體處于平衡狀態(tài)（靜止）時(shí)，其相互接觸且互不相混的流體的分界面必然是等壓面；流體只受重力作用時(shí)，等壓面為平面；當(dāng)有其它質(zhì)量力存在時(shí)，等壓面才可能是曲面。特特性性平面平面曲面曲面2.7 邊界層（附面層）概念邊界層（附面層）概念1邊界層的定義 邊界層：流體流入平板表面，由于流體的黏性作用，靠近表面形成速度梯度，具有速度梯度的流體溥層邊界層厚度： 99. 0vv0 x令時(shí)的流體層厚度，以表示，x， 2.7 邊界層（附面層）概念邊界層

4、（附面層）概念邊界層邊界層紊流邊界層：流體慣性力取主導(dǎo)作用層流邊界層：流體粘性力取主導(dǎo)作用2.7 邊界層（附面層）概念邊界層（附面層）概念邊界層內(nèi)流動(dòng)的判別標(biāo)準(zhǔn)xvxvRe00 x5105RexcRexRexc 紊流邊界層 2.7 邊界層（附面層）概念邊界層（附面層）概念平板層流邊界層的厚度為 平板紊流邊界層的厚度為 0vx64. 4xRex64. 4xRe 2 . 0Re376. 0 xx平板層流底層邊界層的厚度為 9 . 0Re4 .72xxm2.7 邊界層（附面層）概念邊界層（附面層）概念3管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的邊界層匯合前 4025dL100dL紊流紊流邊界層層流層流邊界層匯合后：充分發(fā)展了的管

5、流，速度分布不變。紊流核心區(qū)+層流底層2.7 邊界層（附面層）概念邊界層（附面層）概念4曲面邊界層流體流過(guò)平板或直徑相同的管道時(shí)，邊界層是緊貼壁面的。如果流體流過(guò)曲面，如球面、柱面或其他形狀物體表面時(shí)，在一定條件下都將產(chǎn)生邊界層與固體表面的脫離現(xiàn)象，并在脫離處產(chǎn)生旋渦。旋渦產(chǎn)生渦流阻力。邊界層脫離與繞流阻力及繞流對(duì)流換熱密切相關(guān)。本章小結(jié)本章小結(jié)主要內(nèi)容：流體流動(dòng)的起因，流體的流動(dòng)狀態(tài)，質(zhì)點(diǎn)與連續(xù)介質(zhì)，微團(tuán)與控制體，流場(chǎng)特征及分類，流體的質(zhì)量平衡微分方程（連續(xù)性方程），黏性流體的動(dòng)量平衡方程（納維-斯托克斯方程），理想流體的動(dòng)量平衡方程（歐拉方程），伯努利方程及其應(yīng)用，邊界層概念。 重點(diǎn)：流體的流動(dòng)狀態(tài)，伯努利方程及其應(yīng)用。 難點(diǎn)：黏性流體的動(dòng)量平衡方程（納維-斯托克斯方程）?；疽螅赫莆兆匀涣鲃?dòng)與強(qiáng)制流動(dòng)，層流與紊流，穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)，