工程流体力学总复习课件.ppt

高等流体力学第3讲课件.ppt

高等流体力学第3讲,1流体的运动与变形,2环量与涡,高等流体力学第3讲1流体的运动与变形2环量与涡,1.1 场的概念,场:一种函数,描述空间区域或空间与时间的函数 数学场用标量描述空间叫标量场,用向量表示叫向量场.物理场物理量在空间的变化规,

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1、工程流体力学总复习,张志莲,工程流体力学总复习张志莲,工程流体力学,第2-4章,工程流体力学第2-4章,工程流体力学总复习课件,工程流体力学总复习课件,工程流体力学总复习课件,工程流体力学总复习课件,工程流体力学总复习课件,工程流体力学总复习课件,工程流体力学总复习课件,工程流体力学总复习课件,工程流体力学总复习课件,工程流体力学总复习课件,工程流体力学总复习课件,第二章 流体静力学,1绝对静止流体整体对地球没有相对运动。此时，流体所受的质量力只有重力。2相对静止流体整体对地球有相对运动，但流体质点之间没有相对运动，如等加速水平运动容器中的流体、等角速度旋转容器中的流体。3静压力在静止流体中，

2、流体单位面积上所受到的垂直于该表面的力，即物理学中的压强，称为流体静压力，简称压力，用p表示，单位Pa。,第二章 流体静力学1绝对静止,静压力常用单位及其之间的换算关系常用的压力单位：帕(Pa)、巴(bar)、标准大气压(atm)、毫米汞柱(mmHg)、米水柱(mH2O)、工程大气压（at）。其换算关系：1bar=1105Pa；1atm=1.01325105Pa；1atm=760mmHg；1atm=10.34 mH2O；1mmHg=133.28Pa；1mH2O=9800Pa；1at=98000Pa。由此可见静压力的单位非常小，所以在工程实际中常用的单位是kPa(103Pa）或MPa(106Pa

3、)。,静压力常用单位及其之间的换算关系,静压力的性质（1）静压力沿着作用面的内法线方向，即垂直地指向作用面；（2）静止流体中任何一点上各个方向的静压力大小相等，与作用方向无关。,静压力的性质,4流体平衡微分方程当流体处于平衡状态时，作用在单位质量流体上的质量力与压力的合力之间的关系式。,4流体平衡微分方程,流体平衡微分方程的矢量形式及物理意义该方程的物理意义：当流体处于平衡状态时，作用在单位质量流体上的质量力与压力的合力相平衡。其中：称为哈密顿算子，它本身为一个矢量，同时对其右边的量具有求导的作用，如：,流体平衡微分方程的矢量形式及物理意义,5等压面在充满平衡流体的空间里，静压力相等的各点所组

4、成的面6等压面微分方程将质量力代入，积分即可确定等压面方程，进而可以确定等压面的形状。7等压面的性质在静止流体中（如等加速水平运动容器中和等角速度旋转容器中的平衡流体），等压面与质量力相互垂直，即满足,5等压面,8静力学基本方程式液体所受质量力只有重力，由 得到的关系式，即绝对静止流体中的任意两点满足,（或）,静力学基本方程式的适用条件及其意义（1）适用条件：重力作用下静止的均质流体；,8静力学基本方程式（或,（2）几何意义：z称为位置水头，p/g称为压力水头，zp/g为测压管水头；因此，静力学基本方程的几何意义是：静止流体中测压管水头为常数。（3）物理意义：z称为比位能，p/g代表单位重力流

5、体所具有的压力势能，简称比压能。比位能与比压能之和叫做静止流体的比势能或总比能。因此，流体静力学基本方程的物理意义是：静止流体中总比能为常数。,（2）几何意义：z称为位置水头，p/g称为压力水头，zp,9静力学基本公式流体处于静止状态时，流体静压力的分布规律，适用于绝对静止和相对静止。,10静压力的计量标准（1）绝对标准，以物理真空为零点，此时计量的压力称为绝对压力；（2）相对标准，以当地大气压为零点，此时计量的压力称为相对压力。,9静力学基本公式10静压力的计量标准,流体静压力的表示方法绝对压力：相对压力：（当pabpa时，pM称为表压）；真空压力：（此时pabpa时）。,11流体静压力的测

6、量形测压管采用等压面法，即静止的、相互连通的同种液体，同一高度压力相等。通常选取U形管中工作液的最低液面为等压面。根据该液面左右两端压力相等，即可求解相应的未知量。,流体静压力的表示方法11流体静压力的测量,流体平衡微分方程式的应用（1）建立坐标系；（2）分析作用在单位质量流体上的质量力，应用式 确定静压力的分布规律；（3）应用等压面微分方程 确定等压面方程（如自由液面方程），进而确定等压面的形状，也可以根据等压面的形状确定加速度的大小。,流体平衡微分方程式的应用,7等加速水平运动容器中流体的质量力分析（1）以容器内流体为研究对象，当坐标系建立在地面上时，流体随容器一起以加速度a运动，容器两侧壁面对流体的作用力是流体产生加速度a的原因，即牛顿二定律成立，该坐标系为惯性系,7等加速水平运动容器中流体的质量力分析,（2）当坐标系建立在容器上，坐标系随容器一起以加速度a运动，此时流体仍然受容器两侧壁面的作用力，合力沿x正方向，但流体却相对于坐标系静止，应用达朗伯原理，单位质量流体所受的质量力除考虑重力“-g”外，还有沿x反方向的惯性力“-a”。（3）根据以上分析有，可结合容器的尺寸和液面高度