工程流体力学复习(工程流体力学知识点总结)

第一章

1、流体定义

受任何微小切力都会产生连续变形(流动)的物质。

2、流体承受的作用力

流体承受的力主要为压力，流动的流体可以承受切力。

3、流体特性：

易流动性及粘性。

4、流体质点的概念

流体质点就是流体中宏观尺寸非常小而微观尺寸又足够大的任意一个物理实体，也称流体微团 。

5、流体质点具有四层含义：

(1)宏观尺寸非常小; (2)微观尺寸足够大; (3)是包含有足够多分子的一个物理实体; (4)形状可以任意划分。

6、连续介质的概念：把流体视为由无数连续分布的流体微团所组成的连续介质，这就是流体的连续介质假设。

8、粘性的概念：

流体运动时内部产生切应力的性质叫作流体的粘性。

9、粘性产生的原因 ：分子间的相互引力;分子不规则热运动所产生的动量交换

10、牛顿内摩擦定律

物理意义：切应力与速度梯度成正比。

12、体胀系数：

当压强不变时，每增加单位温度所产生的流体体积相对变化率。

压缩系数：

当温度不变时，每增加单位压强所产生的流体体积相对变化率。

体积弹性系数：

每产生一个单位体积相对变化率所需要的压强变化量。

12、理想流体的概念

假定不存在粘性，即其m=n=0的流体为理想流体或无粘性流体。

13、不可压缩流体的概念

压缩系数和体胀系数都为零的流体叫做不可压缩流体， 或 r=C(常量)

14、流体的主要力学模型

连续介质、无粘性和不可压缩性

第2章 流体静力学

1、作用在流体上的力

质量力(重力、惯性力)、表面力(法向力、切向力)

2、静压力特性：

方向性、等值性

4、等压面及选取

流体中压强相等的点组成的面叫等压面。

等压面的选取：(1)同种流体;2)静止;3)连续。

5、静压强基本公式

7、静压强的计算单位

帕斯卡、液柱高单位、大气压单位

10、物体浸在液体中的位置

(1)沉体;(2)潜体;(3)浮体。

第三章 流体动力学基础

1、研究流体流动的方法

拉格朗日法、欧拉法。

2、定常流动(恒定流动)：运动参数只是坐标的函数，而不是时间的函数。

非定常流动：流动参量随时间变化的流动

3、在不可压缩流体中流线皆为平行直线的流动为均匀流。

4、均匀流具有下列性质

1)各质点的流速相互平行，有效断面为一平面;2)位于同一流线上的各个质点速度相等;3)沿流程各有效断面上流速分布相同，但同一有效断面上各点的流速并不相等;4)各质点的迁移加速度皆为零，如流动是均匀的、定常流动，那么各质点的加速度为零;5)有效断面上压强分布规律与静止流体相同;特别地，对于重力场中不可压缩流体，过流断面上满足

5、 缓变流和急变流

流线不是严格平行，但流线之间夹角很小，或流线的曲率半径很大，或两者皆有，这种流动称为缓变流，其有效断面称为缓变流断面。

在缓变流断面上可以认为流线近似平行，有效断面为一平面，压强分布近似与静止流体相同。

那种流线不平行，加速度较大的流动称为急变流。

6、迹线——是指某液体质点在运动过程中，不同时刻所流经的空间点所连成的线。

流线——流场中的瞬时光滑曲线，曲线上各点的切线方向与该点的瞬时速度方向一致.

7、流线的性质

(1)定常流动中流线不随时间变化，而且流体质点的轨迹与流线重合。

(2)实际流场中除驻点或奇点外，流线不能相交，不能突然转折。

8、流线微分方程

第4章 流体在圆管中的流动

1、雷诺实验贡献(结论)

(1)揭示了流体流动存在两种状态——层流、紊流(湍流);

(2)找出了判定层流、紊流(湍流)的方法----雷诺数Re; (临界速度，Re与哪些因素有关)

2320

(3)给出了层流、紊流(湍流)的不同损失规律。

m=1.75~2

水力直径大，说明流体与管壁接触少，阻力小，通流能力大，即使通流截面小也不堵塞。

3、沿程损失(阻力)概念、产生原因

沿流程的摩擦阻力，叫作沿程阻力，由此产生的能量损失称为沿程损失。由于流体与壁面的摩擦而产生。

4、层流速度分布：速度和半径之间呈二次抛物线关系，管轴处流速达到最大。

圆管层流的平均流速是最大流速的一半。

5、层流动能修正系数=2;动量修正系数

动能修正系数和动量修正系数都是大于1的

正数，且速度分布越均匀，则修正系数越小。

紊流：均等于=1

6原因：在起始段中，不仅有摩擦损失，还有中心层的加速，外层的减速和质点的径向运动等附加损失，因此比完全发展的层流段损失要大。

7、湍流流动，亦称紊流流动。湍流运动实质是一种非恒定流动。

运用时均统计法就将湍流分为两个组成部分：一部分是用时均值表示的时均流动;另一部分是用脉动值表示的脉动运动。时均流动代表运动的主流，脉动反映湍流的本质。

8、紊流断面平均速度v，为过流断面上各点的流速(紊流是时均速度)的断面平均值。

9、湍流的速度分布

粘性底层----直线

湍流核心----对数关系

10、局部损失(阻力)概念、产生的原因

流体在流动过程中由于方向改变或速度改变以及经过管件而产生的阻力(经过局部装置时，流体运动受到扰乱产生的阻力)。这种在管路局部范围内由各种局部阻力造成的损失称为局部损失。

局部出现漩涡区和二次流是局部损失的两个原因。

11、减小局部阻力的方法

(1)尽量少用局部装置;

(2)用局部阻力系数小的局部装置;

(3)提高加工精度，去除毛刺。

13、串联管路

14、并联管路

15、管路特性

16、层流、紊流的区别：体质点之间没有径向的运动交换，都保持各自的流线运动，这种流动状态称为层流。紊流：点流动不仅仅在轴向，在径向也有不规则的脉动现象，各质点大量交换混杂

17、防止水击危害的措施：1.间接水击2.过载保护3.减小管道长度和增加管道弹性。