緒論流體力學(xué)

1、建筑設(shè)備工程（水）1緒論建筑設(shè)備工程的概念國(guó)內(nèi)外建筑設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)課程要求及學(xué)習(xí)目的2一、建筑設(shè)備工程的概念指為滿足生產(chǎn)和生活需要而在建筑內(nèi)部設(shè)置的給水、排水、熱水、供暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、煤氣、供電等設(shè)備系統(tǒng)的總稱與建筑、結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝設(shè)備等相互協(xié)調(diào)，是建筑不可缺少的組成部分3二、國(guó)內(nèi)外建筑設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)新材料的發(fā)展帶動(dòng)技術(shù)改革新型高效節(jié)能環(huán)保設(shè)備不斷出現(xiàn)新能源及電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用建筑工業(yè)化施工技術(shù)的發(fā)展4三、課程要求及學(xué)習(xí)目的掌握建筑設(shè)備工程技術(shù)的基本知識(shí)，培養(yǎng)綜合考慮和合理處理各種建筑設(shè)備與建筑主體之間關(guān)系的能力，從而作出適用、經(jīng)濟(jì)的建筑或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)掌握各種建筑設(shè)備設(shè)計(jì)的原則和基本方法5第一章

2、流體力學(xué)基礎(chǔ) 主要內(nèi)容流體的物理性質(zhì)流體靜壓強(qiáng)及其分布規(guī)律流體運(yùn)動(dòng)的基本知識(shí)流動(dòng)阻力和水頭損失611 流體的主要物理性質(zhì)一、密度和容重 密度（）：指單位體積的均質(zhì)流體所具有的質(zhì)量。 M / V （kg/m3) 容重（）：指單位體積的均質(zhì)流體所具有的重量。 G / V (N/m3) = g7 流體的密度和容重隨外界壓力和溫度而變化。 水：1atm,4時(shí) 水 9807 N/m3 水 1000 kg/m3 8二、流體的壓縮性和膨脹性 1、流體的壓縮性: 流體在外界壓力增加時(shí)體積縮小的性質(zhì) 2、流體的膨脹性: 流體在外界溫度升高時(shí)體積增大的性質(zhì) 液體的壓縮性和膨脹性很小 氣體有顯著的壓縮性和膨脹性9三

3、、流體的粘滯性 1、概念 (1)由存在于流體內(nèi)部相鄰流層間的抵抗其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力所產(chǎn)生 (2)是流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)出的特性 (3)流體的粘滯性是流體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生機(jī)械能量損失的根源。10粘滯力的產(chǎn)生T, v= (du/dy)uhydyu+du11粘滯性對(duì)管道內(nèi)水流速度的影響= (du/dy)uu+duD1212 流體靜壓強(qiáng)及其分布規(guī)律一、流體靜壓強(qiáng)及其特性1、概念 p= lim（p/） ( 0)2、特性 （1）沿作用面的內(nèi)法線方向 （2）大小與方位無關(guān)13二、流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律 1、自由表面和表面壓強(qiáng) 自由表面：指液體和它上面的氣體的交界面。 表面壓強(qiáng)（P0） ：作用在自由表面上的氣體對(duì) 液體

4、的壓強(qiáng)。（如果表面上的氣體是大氣，用Pa表示） 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓： Pa1.013105 （Pa） 工程大氣壓： Pa9.8104（Pa） 142、基本方程式的第一種形式 P = P0 +h （pa) P:靜止流體中某一深度處的壓強(qiáng)(pa)； P0：靜止流體的表面壓強(qiáng)(pa)； ：流體的容重( N/m3 )； h：指定點(diǎn)的深度(m)。153、基本方程式的第二種形式 z1 p1/ = z2 p2/ = z0 p0/(常數(shù)）（1）當(dāng)p1=p2時(shí)，z1=z2.即壓強(qiáng)相等的任意兩點(diǎn)在同一水平面上；（2）當(dāng)z2z1時(shí)， p1p2.即位置較低點(diǎn)的壓強(qiáng)恒大于位置較高點(diǎn)的壓強(qiáng)。p01200h1h2z1z2z016三

5、、壓強(qiáng)的度量 1、絕對(duì)壓強(qiáng)（Pj)：以完全真空為計(jì)量零點(diǎn) 2、相對(duì)壓強(qiáng)（Px) ：以大氣壓強(qiáng)為計(jì)量零點(diǎn) 3、真空值（Pv) ：當(dāng)流體中某點(diǎn)的Pj小于Pa時(shí)， 稱Pa Pj為真空值1713 流體運(yùn)動(dòng)的基本知識(shí)一、描述流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量1、流線：在運(yùn)動(dòng)的流體中繪出一條線，使得線 上的流體質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向與 該線相切。2、流場(chǎng)：充滿在流體運(yùn)動(dòng)空間的流線簇。 (1)流線 (2)流場(chǎng)u1u2u3183、過流斷面（）：與流體運(yùn)動(dòng)方向垂直的流 體斷面。 單位： m24、流量（Q）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過過流斷面的流體 體積。 單位： m3/s, L/s5、流速（v)：流體在單位時(shí)間內(nèi)所遷移的距離。 單位：

6、m/s, cm/s Q = v 19二、流體運(yùn)動(dòng)的分類1、按運(yùn)動(dòng)要素是否隨時(shí)間變化 恒定流與非恒定流2、按流速沿程是否變化 均勻流與非均勻流3、按水流與周邊的接觸情況 有壓流與無壓流（重力流）20三、恒定流的連續(xù)性方程 Q1 = Q2 v11= v22 或 1/2 = v2/ v1 對(duì)于有壓管流：v2/ v1（d1/d2)21122V1,1V2,221四、恒定流能量方程1、方程的形式z1 + p1/+(v12/2g)=z2 + p2/+(v22/2g)+ hw122100v1,p1v2,p2z1z2222、方程中各項(xiàng)的物理意義z: 單位重量的流體所具有的重力勢(shì)能； （位置水頭）p/:單位重量的流體所具有的壓力勢(shì)能； （壓強(qiáng)水頭）(v2/2g):單位重量的流體所具有的動(dòng)能；（流速水頭）: 動(dòng)能修正系數(shù)；hw: 單位重量的流體在斷面11和22間的機(jī)械能損失； （水頭損失）23五、水頭損失1、沿程水頭損失： 流體在長(zhǎng)直管（或明渠）中流動(dòng)，所受的摩擦阻力稱為沿程阻力。為克服沿程阻力而消耗的單位重量流體的機(jī)械能，稱為沿程水頭損失。 hf =（L/d