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1、流體是一種受任何微小的剪切力作用時,都會產(chǎn)生連續(xù)變形的物質(zhì)。連續(xù)介質(zhì)假說:連續(xù)介質(zhì)假設將流體區(qū)域看成由流體質(zhì)點連續(xù)組成,占滿空間而沒有間隙,其物理特性和運動要素在空間是連續(xù)分布的。從而使微觀運動的不均勻性、離散性、無規(guī)律性與宏觀運動的均勻性、連續(xù)性、規(guī)律性達到了和諧的統(tǒng)一。連續(xù)介質(zhì)假說的目的:將微觀不連續(xù)的流體當作連續(xù)介質(zhì)處理后,其物理量在流場中就是連續(xù)分布的,這樣,不僅理論分析中可以運用數(shù)學這一強有力的工具,也為試驗研究提供了可能.水的密度:1000kg/m3水銀的密度:13600kg/m3粘性受溫度影響明顯:溫度升高時,液體粘性降低,氣體粘性升高。因為,液體的粘性主要
2、是液體分子內(nèi)聚力引起的,溫度升高,內(nèi)聚力減弱,故粘性降低;氣體粘性在于氣體分子的熱運動,溫度升高,熱運動加劇,粘性升高。實際流體都具有粘性,稱為粘性流體;理想流體就是完全沒有粘性(=0)的流體。流體的靜壓力的特征:特性一:靜止流體的應力只有法向分量(流體質(zhì)點之間沒有相對運動不存在切應力),且沿內(nèi)法線方向。特性二:在靜止流體中任意一點靜壓強的大小與作用的方位無關,其值均相等。等壓面具有以下兩個重要特性:特性一:在平衡的流體中,通過任意一點的等壓面,必與該點所受的質(zhì)量力互相垂直。特性二:當兩種互不相混的液體處于平衡時,它們的分界面必為等壓面。確定等壓面的原則:在在重力場中,靜
3、止、同種、連續(xù)的流體中,水平面是等壓面。絕對壓強:以完全真空為零點,記為p;相對壓強:以當?shù)卮髿鈮簆a為零點,記為pg。兩者的關系為:p=pg+pa;真空度:相對壓強為負值時其絕對值稱為真空壓強。靜止液體對壁面的作用力結(jié)論:1?平面上靜水壓強的平均值為作用面(平面圖形)形心處的壓強??倝毫Υ笮〉扔谧饔妹嫘涡腃處的壓強pC乘上作用面的面積A.2?平面上均勻分布力的合力作用點將是其形心,而靜壓強分布是不均勻的,浸沒在液面下越深,壓強越大,所以總壓力作用點位于作用面形心以下。3?在計算中壓強取相對壓強。研究流體運動的方法:拉格朗日法和歐拉法。拉格朗日法是著眼于流體質(zhì)點;歐拉法著
4、眼于流場中的空間點。流場中各點的流動參數(shù)與時間無關的流動稱為定常流動。流場中各點的流動參數(shù)隨時間變化的流動稱為非定常流動。流線是同一時刻流場中連續(xù)各點的速度方向線。流線兩個特點:1)非定常流動時,流線的形狀隨時間改變;定常流動時,不隨時間改變此時,流線與跡線重合。2)流線是一條光滑的曲線,流線之間不能相交,如果相交,交點速度比為零。跡線就是流體質(zhì)點運動的軌跡。流線具有以下兩個特點:①非定常流動時,流線的形狀隨時間改變;定常流動時,其形狀不隨時間改變。此時,流線與跡線重合,流體質(zhì)點沿流線運動。②流線是一條光滑曲線。流線之間不能相交。如果相交,交點的速度必為零。否則,同一時刻
5、在交點上將出現(xiàn)兩個速度,這顯然是不可能的。濕周:總流的過流斷面上,流體與固體接觸的長度,用X表示。水力半徑:總流過流斷面的面積A與濕周X之比,用R表示。水利直徑:水力半徑的4倍稱為水力直徑。di=4A/x=4Ro系統(tǒng):眾多流體質(zhì)點的集合稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)一經(jīng)確定,它所包含的流體質(zhì)點都將確定。系統(tǒng)的大小、位置和形狀是可以變化的。控制體:控制體是指流場中某一確定的空間。這一空間的邊界稱為控制面??刂企w一經(jīng)選定,它在某坐標系中的大小、位置和形狀都不再變化。總流連續(xù)性方程的物理意義:流過任意兩個總流過流斷面上的質(zhì)量流量相等,列式表示。伯諾里方程具有以下物理意義及幾何意義:物理意義一在
6、符合限定條件下,單位重量流體的機械能(位能、壓力能和動能)可以互相轉(zhuǎn)化,但總和不變。幾何意義一在符合限定條件下,沿同一流線的總水頭是個常數(shù)??倷C械能不變,并不是各部分能量都保持不變。三種形式的能量可以各有消長,相互轉(zhuǎn)換,但總量不會增減。歐拉觀點:在理想流體的恒定流動中,位于同一條流線上任意兩個流體質(zhì)點的單位總機械能相等。拉格朗日觀點:在理想流體的恒定流動中,同一流體質(zhì)點的單位總機械能保持不變。水頭線:將各項水頭沿程變化的情況用幾何的方法表示出來。理想流體恒定元流的總水頭線是水平的。當流線的曲率半徑很大或流體之間的夾角很小時,流線近似為平行直線,這樣的流動稱為緩變流,否則稱
7、為急變流。緩變流特性:緩變流任意過流截面上流體靜壓力的分布規(guī)律與平衡流體中的相同,z+p/pg=常數(shù)。動量方程應用條件:①流動定常。②流體不可壓。沿程損失原因:由于流體與壁面的摩擦而產(chǎn)生的.局部損失的原因:因流體與壁面的沖擊和流體的質(zhì)點之間的碰撞而形成的流態(tài)判別準則——雷諾數(shù)水力光滑管與水力粗糙管:在紊流中存在層流底層,當層流底層厚度61>5△時,粗糙高度幾乎全被層流底層淹沒,管壁對紊流區(qū)流體的影響很小,這與流體在完全光滑的管道中流動類似,這種情況的管子叫做水力光滑管。當層流底層厚度61<0.3△時,管壁上幾乎所有的凸峰都暴露