熱控專業(yè)小常識(shí)

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1、流體是一種受任何微小的剪切力作用時(shí)，都會(huì)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(shè)將流體區(qū)域看成由流體質(zhì)點(diǎn)連續(xù)組成，占滿空間而沒有間隙，其物理特性和運(yùn)動(dòng)要素在空間是連續(xù)分布的。從而使微觀運(yùn)動(dòng)的不均勻性、離散性、無規(guī)律性與宏觀運(yùn)動(dòng)的均勻性、連續(xù)性、規(guī)律性達(dá)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(dāng)作連續(xù)介質(zhì)處理后，其物理量在流場(chǎng)中就是連續(xù)分布的，這樣，不僅理論分析中可以運(yùn)用數(shù)學(xué)這一強(qiáng)有力的工具，也為試驗(yàn)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(shí)，液體粘性降低，氣體粘性升高。因?yàn)?，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(yùn)動(dòng)，溫度升高，熱運(yùn)動(dòng)加劇，粘性升高。實(shí)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(yīng)力只有法向分量（流體質(zhì)點(diǎn)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)不存在切應(yīng)力）,且沿內(nèi)法線方向。特性二：在靜止流體中任意一點(diǎn)靜壓強(qiáng)的大小與作用的方位無關(guān)，其值均相等。等壓面具有以下兩個(gè)重要特性：特性一：在平衡的流體中，通過任意一點(diǎn)的等壓面，必與該點(diǎn)所受的質(zhì)量力互相垂直。特性二：當(dāng)兩種互不相混的液體處于平衡時(shí)，它們的分界面必為等壓面。確定等壓面的原則：在在重力場(chǎng)中，靜

3、止、同種、連續(xù)的流體中，水平面是等壓面。絕對(duì)壓強(qiáng)：以完全真空為零點(diǎn)，記為p;相對(duì)壓強(qiáng)：以當(dāng)?shù)卮髿鈮簆a為零點(diǎn)，記為pg。兩者的關(guān)系為:p=pg+pa;真空度：相對(duì)壓強(qiáng)為負(fù)值時(shí)其絕對(duì)值稱為真空壓強(qiáng)。靜止液體對(duì)壁面的作用力結(jié)論：1?平面上靜水壓強(qiáng)的平均值為作用面（平面圖形）形心處的壓強(qiáng)。總壓力大小等于作用面形心C處的壓強(qiáng)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(diǎn)將是其形心，而靜壓強(qiáng)分布是不均勻的，浸沒在液面下越深，壓強(qiáng)越大，所以總壓力作用點(diǎn)位于作用面形心以下。3?在計(jì)算中壓強(qiáng)取相對(duì)壓強(qiáng)。研究流體運(yùn)動(dòng)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(diǎn)；歐拉法著

4、眼于流場(chǎng)中的空間點(diǎn)。流場(chǎng)中各點(diǎn)的流動(dòng)參數(shù)與時(shí)間無關(guān)的流動(dòng)稱為定常流動(dòng)。流場(chǎng)中各點(diǎn)的流動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間變化的流動(dòng)稱為非定常流動(dòng)。流線是同一時(shí)刻流場(chǎng)中連續(xù)各點(diǎn)的速度方向線。流線兩個(gè)特點(diǎn)：1）非定常流動(dòng)時(shí)，流線的形狀隨時(shí)間改變；定常流動(dòng)時(shí)，不隨時(shí)間改變此時(shí)，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(diǎn)速度比為零。跡線就是流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡。流線具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：①非定常流動(dòng)時(shí)，流線的形狀隨時(shí)間改變；定常流動(dòng)時(shí)，其形狀不隨時(shí)間改變。此時(shí)，流線與跡線重合，流體質(zhì)點(diǎn)沿流線運(yùn)動(dòng)。②流線是一條光滑曲線。流線之間不能相交。如果相交，交點(diǎn)的速度必為零。否則，同一時(shí)刻

5、在交點(diǎn)上將出現(xiàn)兩個(gè)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(zhǎng)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(diǎn)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(diǎn)都將確定。系統(tǒng)的大小、位置和形狀是可以變化的?？刂企w：控制體是指流場(chǎng)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(biāo)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(gè)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(jī)械能（位能、壓力能和動(dòng)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(gè)常數(shù)?？倷C(jī)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(zhǎng)，相互轉(zhuǎn)換，但總量不會(huì)增減。歐拉觀點(diǎn)：在理想流體的恒定流動(dòng)中，位于同一條流線上任意兩個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的單位總機(jī)械能相等。拉格朗日觀點(diǎn)：在理想流體的恒定流動(dòng)中，同一流體質(zhì)點(diǎn)的單位總機(jī)械能保持不變。水頭線：將各項(xiàng)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(dāng)流線的曲率半徑很大或流體之間的夾角很小時(shí)，流線近似為平行直線，這樣的流動(dòng)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(dòng)量方程應(yīng)用條件：①流動(dòng)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(diǎn)之間的碰撞而形成的流態(tài)判別準(zhǔn)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(dāng)層流底層厚度61>5△時(shí)，粗糙高度幾乎全被層流底層淹沒，管壁對(duì)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(dòng)類似，這種情況的管子叫做水力光滑管。當(dāng)層流底層厚度61<0.3△時(shí)，管壁上幾乎所有的凸峰都暴露