《流體力學(xué)原理》課件

《流體力學(xué)原理》本課件旨在幫助您了解流體力學(xué)的基本原理，并將其應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活中。課程簡(jiǎn)介目標(biāo)本課程旨在幫助學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本概念和原理，并能夠運(yùn)用這些原理解決實(shí)際問題。內(nèi)容課程涵蓋流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、粘性流動(dòng)、泵與水輪機(jī)，以及流體流動(dòng)的應(yīng)用等方面。課程大綱1第一章流體的基本概念2第二章流體靜力學(xué)3第三章流體動(dòng)力學(xué)4第四章粘性流動(dòng)5第五章泵與水輪機(jī)6第六章流體流動(dòng)的應(yīng)用第一章流體的基本概念定義流體是指在剪切應(yīng)力下會(huì)發(fā)生連續(xù)變形的物質(zhì)，如液體和氣體。特點(diǎn)流體具有可流動(dòng)性，無固定形狀，能夠適應(yīng)容器的形狀。流體的性質(zhì)密度單位體積物質(zhì)的質(zhì)量。黏度流體抵抗剪切變形的特性。表面張力液體表面收縮的趨勢(shì)。壓縮性流體體積在壓強(qiáng)作用下發(fā)生變化的特性。流體狀態(tài)的描述速度流體在某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度。壓強(qiáng)流體對(duì)單位面積的作用力。溫度流體的熱力學(xué)狀態(tài)。壓強(qiáng)的定義1壓強(qiáng)流體對(duì)單位面積的作用力2壓力垂直作用于物體表面的力3力物體間的相互作用第二章流體靜力學(xué)1靜止流體處于靜止?fàn)顟B(tài)的流體。2靜水壓強(qiáng)靜止流體中各點(diǎn)壓強(qiáng)。3帕斯卡定律靜止流體中壓強(qiáng)在各個(gè)方向都相等。靜止流體的壓強(qiáng)P壓強(qiáng)等于深度乘以液體密度乘以重力加速度。ρ密度單位體積液體的質(zhì)量。g重力加速度地球?qū)ξ矬w的吸引力。h深度液體表面到某點(diǎn)的距離。浮力的原理阿基米德原理浸沒在液體或氣體中的物體受到一個(gè)向上的浮力，浮力的大小等于物體排開流體的重量。1浮力物體在液體或氣體中受到的向上力。2排開體積物體浸沒在液體或氣體中的體積。3液面的形狀表面張力導(dǎo)致液體表面收縮的力。毛細(xì)現(xiàn)象液體在細(xì)管中上升或下降的現(xiàn)象。接觸角液體與固體表面交界處的夾角。液體在容器內(nèi)的壓強(qiáng)分布液體壓強(qiáng)的測(cè)量壓力表利用彈性元件的形變測(cè)量壓強(qiáng)。水銀壓強(qiáng)計(jì)利用液柱高度測(cè)量壓強(qiáng)。第三章流體動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)流體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的流體。流線流體中速度方向一致的曲線。流速流體在某一點(diǎn)的速度。流體運(yùn)動(dòng)的描述層流流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)沿平行直線運(yùn)動(dòng)，流動(dòng)平穩(wěn)有序。湍流流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)沿不規(guī)則曲線運(yùn)動(dòng)，流動(dòng)混亂無序。連續(xù)性方程質(zhì)量守恒流體流過一個(gè)控制體積時(shí)，流入的質(zhì)量等于流出的質(zhì)量。1流量單位時(shí)間內(nèi)流過某截面的流體體積。2速度流體在某一點(diǎn)的速度。3截面積流體流過的截面積。4伯努利方程1能量守恒流體在流動(dòng)過程中，動(dòng)能、勢(shì)能和壓強(qiáng)能的總和保持不變。2壓強(qiáng)流體對(duì)單位面積的作用力。3速度流體在某一點(diǎn)的速度。4高度流體在某一點(diǎn)的高度。流量的測(cè)量流量計(jì)利用流量傳感器測(cè)量流體流量的儀器。渦輪流量計(jì)利用旋轉(zhuǎn)渦輪測(cè)量流量。剪切應(yīng)力與黏性1剪切應(yīng)力流體內(nèi)部各層之間由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。2黏性流體抵抗剪切變形的特性。3黏度流體黏性的度量，反映了流體抵抗剪切變形的程度。第四章粘性流動(dòng)1層流流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)沿平行直線運(yùn)動(dòng)，流動(dòng)平穩(wěn)有序。2湍流流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)沿不規(guī)則曲線運(yùn)動(dòng)，流動(dòng)混亂無序。3過渡流介于層流和湍流之間的流動(dòng)狀態(tài)。層流與湍流層流流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)沿平行直線運(yùn)動(dòng)，流動(dòng)平穩(wěn)有序。湍流流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)沿不規(guī)則曲線運(yùn)動(dòng)，流動(dòng)混亂無序。管道流動(dòng)雷諾數(shù)用來判斷流體流動(dòng)是層流還是湍流的無量綱參數(shù)。1水頭損失流體在管道中流動(dòng)時(shí)由于摩擦力產(chǎn)生的能量損失。2流量單位時(shí)間內(nèi)流過管道截面的流體體積。3邊界層理論邊界層流體流過固體表面時(shí)，在固體表面附近形成的薄層流體。粘性效應(yīng)邊界層內(nèi)流體速度受到粘性作用的影響。分離點(diǎn)邊界層脫離固體表面的位置。流阻與損失流阻流體流動(dòng)時(shí)受到的阻力。水頭損失流體流動(dòng)時(shí)由于流阻產(chǎn)生的能量損失。摩擦損失流體與管道壁面摩擦產(chǎn)生的能量損失。第五章泵與水輪機(jī)泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體能量的機(jī)械設(shè)備。水輪機(jī)將流體能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)械設(shè)備。水力機(jī)械利用流體能量進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備。泵的基本原理離心泵利用旋轉(zhuǎn)葉輪將流體加速，增加流體壓強(qiáng)。軸流泵利用旋轉(zhuǎn)葉輪將流體沿軸向推動(dòng)，增加流體速度。泵的性能參數(shù)H揚(yáng)程泵提升液體的高度。Q流量單位時(shí)間內(nèi)泵輸送的液體體積。P功率泵消耗的機(jī)械功率。η效率泵的輸出功率與輸入功率之比。水輪機(jī)原理水輪機(jī)利用水流的勢(shì)能或動(dòng)能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪，產(chǎn)生機(jī)械能。水力發(fā)電利用水輪機(jī)發(fā)電，將水能轉(zhuǎn)換為電能。水力資源地球上的水資源，包括河流、湖泊、海洋等。水輪機(jī)性能參數(shù)功率水輪機(jī)輸出的機(jī)械功率。效率水輪機(jī)的輸出功率與輸入功率之比。轉(zhuǎn)速水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速。第六章流體流動(dòng)的應(yīng)用1飛機(jī)升力利用機(jī)翼形狀和空氣流動(dòng)的原理產(chǎn)生升力。2管道輸送利用管道輸送液體或氣體。3水力發(fā)電利用水流的能量發(fā)電。飛機(jī)的升力原理斯托克斯定律1斯托克斯定律描述小球在粘性流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力。2阻力物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力。3黏度流體抵抗剪切變形的特性。流體測(cè)量?jī)x表流量計(jì)測(cè)量流體流量的儀表。壓力計(jì)測(cè)量流體壓強(qiáng)的儀表。溫度計(jì)測(cè)量流體溫度的儀表。流體機(jī)械在工業(yè)上的應(yīng)用泵用于輸送液體，如石油、水、化學(xué)品等。風(fēng)機(jī)用于通風(fēng)、冷卻、排氣等。壓縮機(jī)用于壓縮氣體，如空氣、天然氣等。結(jié)語流體力學(xué)是一門重要的學(xué)科，它在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，希望您能夠掌握流體力學(xué)的基本原理，并將其應(yīng)用于解決實(shí)際問題。復(fù)習(xí)思考題流體的定義是什么？解釋靜水壓強(qiáng)和動(dòng)態(tài)壓強(qiáng)。什么是伯努利方程？描述層