




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、工程流體力學(xué),制作、主講:韓家德 TELEXIT,適用專業(yè):熱能工程,課程知識(shí)體系,第一單元:基本概念流體及性質(zhì),EXIT,第二單元:流體靜力學(xué)平衡與受力,第三單元:運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)描述,第四單元:理想流體動(dòng)力學(xué)歐拉方程,平面勢流、漩渦理論基礎(chǔ),第五單元:粘性流體動(dòng)力學(xué)方程及應(yīng)用,第六單元:相似原理實(shí)驗(yàn)解法,EXIT,教材:工程流體力學(xué)(第二版),高等教育出版社,陳卓如主編,學(xué)時(shí):60(理論授課52,實(shí)驗(yàn)8),考核辦法:平時(shí)30%(實(shí)驗(yàn)1/3,出勤1/3,作業(yè)1/3),期末考試70%。,第一章 緒論,工程流體力學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)課。,EXIT,流體概念、性質(zhì),流體力學(xué)的任務(wù)、研究對
2、象及方法。,第一節(jié) 流體及其性質(zhì),1、流體:在微小的剪切力連續(xù)作用下,就會(huì)發(fā)生無休止變形的物質(zhì)。,EXIT,2、性質(zhì),流動(dòng)性區(qū)別于固體??沙惺軌毫?,不能承受拉力。 無固定形狀。流體分為: 液體、氣體。,有質(zhì)量或重量,(2)、比容:單位質(zhì)量流體占據(jù)的容積,EXIT,注意:、均是壓強(qiáng)和溫度的函數(shù)。,EXIT,(3)、重度:單位體積流體具有的重量,(4)、比重:均質(zhì)流體重量與1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下 4同體積蒸餾水重量之比。,(5)、相對密度:均質(zhì)流體質(zhì)量與1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下4同體積蒸餾水質(zhì)量之比。用d 表示。,、流體壓縮性與膨脹性,(2)、壓縮率:T不變,壓強(qiáng)變化時(shí)的體積 相對變化率,標(biāo)志可壓縮性大小。,EXI
3、T,(1)、熱膨脹率:壓強(qiáng)不變,流體溫度變化 1時(shí)的體積相對變化率,用表示,實(shí)際流體都是可壓縮的。 不可壓縮流體模型:(與均質(zhì)流體不同),注意:在研究水擊現(xiàn)象時(shí),液體壓縮性是不容忽視的,按可壓縮對待。同樣,流速小于50m/s氣流,p變化不大時(shí),也可按不可壓縮流體處理。,EXIT,體積彈性系數(shù)K:壓縮率的倒數(shù)。,(1)粘性:流體內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)。阻礙流體運(yùn)動(dòng),造成損失。 產(chǎn)生原因:a、分子間吸引力產(chǎn)生阻力。 b、分子不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)和動(dòng)量交換產(chǎn)生阻力。,EXIT,、 流體粘性,(2)牛頓粘性定律內(nèi)摩擦定律,與流體性質(zhì)有關(guān)的比例系數(shù), 稱動(dòng)力粘度或粘度系數(shù),Pa.s,,EXIT,內(nèi)摩擦力(粘性力)
4、與法向速度梯度成正比,與接觸面積大小成正比,與流體性質(zhì)有關(guān)。,滿足牛頓粘性定律的流體,稱牛頓流體,否則稱非牛頓流體(包括塑性流體和假塑性流體),如泥漿、污水;油漆、紙漿液等。我們僅研究牛頓流體。,EXIT,du/dy,0,牛頓流體,塑性流體,假塑性流體,在國際單位制中,單位為Pa.s 稱動(dòng)力粘度是因量綱中有力學(xué)因素,EXIT,1)、動(dòng)力粘度,(3)粘性表示方法,2)、運(yùn)動(dòng)粘度引入量,我國用恩氏粘度 E,200立方厘米流體在恩氏粘度計(jì)中流出時(shí)間t1與同體積蒸餾水在20時(shí)流出的時(shí)間t2比值。,EXIT,3)、相對粘度或條件粘度,對于液體,溫度升高,粘度下降, 對于氣體,溫度升高,粘度升高。,EXI
5、T,溫度對粘度的影響 :,t、0溫度為t、t0時(shí)的粘度,假設(shè)的一種無粘性(=0)的流體模型,稱為理性流體。,第二節(jié) 研究對象和任務(wù),(2)任務(wù):建立描述流體運(yùn)動(dòng)的基本方程,確定流場中速度v、壓強(qiáng) p 的分布規(guī)律;探求能量轉(zhuǎn)換及阻力損失的計(jì)算方法,解決流體與限制其流動(dòng)的固體壁之間的相互作用力問題。,(1)對象:流體力學(xué)是研究流體平衡和運(yùn)動(dòng) 規(guī)律的一門科學(xué)。,EXIT,第三節(jié) 流體力學(xué)的研究方法,1、一般方法: 確定研究課題。 建立物理、數(shù)學(xué)模型 理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,形成理論。 檢驗(yàn)、修正和完善理論。,EXIT,流場:研究的所有流體質(zhì)點(diǎn)的集合。,EXIT,質(zhì)點(diǎn):含有流體微觀粒子且占據(jù)空間一個(gè) 坐標(biāo)
6、點(diǎn)的微元,或稱流體微團(tuán)。,微元:含有足夠多流體微觀粒子的微小體積。,如何把流場的物理問題用數(shù)學(xué)方法描述建立微分方程?,引入:連續(xù)性介質(zhì)模型。,2、思路,連續(xù)介質(zhì)模型: (1)定義:由足夠數(shù)量的微觀粒子組成的流體微團(tuán),連續(xù)充滿它占據(jù)的空間,彼此間無任何間隙。由歐拉首先建立,也稱歐拉介質(zhì)模型。 (2)物理意義:模型化的流體介質(zhì)的一系列參數(shù)如壓強(qiáng)、速度、加速度、密度、比容等可看成是連續(xù)分布的,可表示為坐標(biāo)和時(shí)間的連續(xù)可微函數(shù),從而可用數(shù)學(xué)手段進(jìn)行研究。,EXIT,建方程的對象為流體微團(tuán)。,EXIT,平衡和運(yùn)動(dòng)都要進(jìn)行受力分析作用在微團(tuán)上的力?,作用在流體微團(tuán)上的力:質(zhì)量力和面積力,質(zhì)量力:與質(zhì)量成正
7、比的力,用FQ表示,如重力、勻加速運(yùn)動(dòng)的慣性力、勻角速度旋轉(zhuǎn)的離心力。重力為外質(zhì)量力。,單位質(zhì)量流體受的力,稱單位質(zhì)量力,大小即為加速度值。用 f 表示,在xyz-o坐標(biāo)系中,f 的三分量為fx、fy、fz。在重力場中,fx0,fy0,fz-g,負(fù)號(hào)表示 fz 方向與重力方向相反。除特別說明,一般規(guī)定z正向豎直向上。,EXIT,面積力:作用在微團(tuán)表面上與表面積大小成正比的力,也稱表面力,是內(nèi)力。, 單位面積上的表面力稱為應(yīng)力,分為切應(yīng)力、壓強(qiáng)。粘性力為切力。,EXIT,平衡流體中不存在切應(yīng)力,只有壓強(qiáng)。,表面張力是作用于自由表面上的切力。(自學(xué)),依據(jù)力平衡可給出平衡微分方程,依據(jù)牛頓第二定律
8、可給出運(yùn)動(dòng)微分方程動(dòng)量微分方程,同時(shí),流動(dòng)滿足質(zhì)量守恒可給出連續(xù)性方程第一任務(wù)。,微分方程也稱為控制方程,加上積分條件,積分得到速度和壓強(qiáng)分布和能量守恒形式第二任務(wù)。,EXIT,由能量守恒可以解決能量損失問題第三任務(wù)。,由得到的速度和壓強(qiáng)分布,依據(jù)動(dòng)量定理可以解決與固體壁作用力問題第四任務(wù)。,第四節(jié) 流體力學(xué)的發(fā)展簡史, 阿基米德,D.C250,論浮力,提出流體靜力學(xué)的浮力定律。 十五世紀(jì)末,達(dá)芬奇,研究了沉浮問題、孔口出流、物體運(yùn)動(dòng)阻力、流體在管路中和水渠中的流動(dòng)問題。 十六、十七世紀(jì),牛頓、伯努利、歐拉、伽利略、托利拆利及帕斯卡,作了大量的研究,由歐拉建立了經(jīng)典流體力學(xué);牛頓,粘性定律。
9、達(dá)朗伯佯謬:“物體在理想流體中運(yùn)動(dòng)時(shí),沒有對運(yùn)動(dòng)的阻力”,導(dǎo)致粘性流體動(dòng)力學(xué)創(chuàng)立。,EXIT,分支: “理論流體力學(xué)”,“工程流體力學(xué)”“水力學(xué)”+“空氣動(dòng)力學(xué)” 。 十九世紀(jì),納維、斯托克斯,粘性流體運(yùn)動(dòng)的微分方程,即著名的N-S方程,亥姆霍茲、柯西霍夫,研究漩渦運(yùn)動(dòng)和分離運(yùn)動(dòng)。 重要的、有應(yīng)用價(jià)值的是伯努利方程,它反映了流體流動(dòng)過程中的能量守恒。 普朗特,邊界層理論,邊界層微分方程組 卡門,邊界層動(dòng)量積分方程 激波理論,空間空氣動(dòng)力學(xué)(自學(xué)),EXIT,第五節(jié) 應(yīng)用,EXIT,幻影2000,EXIT,大型民航客機(jī),運(yùn)輸機(jī)。,EXIT,EXIT,制造出航天飛機(jī),建立太空站,實(shí)現(xiàn)了人類登月的夢
10、想。,EXIT,EXIT,海上采油平臺(tái),EXIT,排水量達(dá)50萬噸以上的超大型運(yùn)輸船;,EXIT,航速達(dá)30節(jié),深潛達(dá)數(shù)百米的核動(dòng)力潛艇,EXIT,時(shí)速達(dá)200公里的新型地效艇,EXIT,大型氣輪機(jī),汽輪機(jī)葉片,EXIT,大型水輪機(jī),水輪機(jī),EXIT,大型水利樞紐工程,EXIT,EXIT,EXIT,楊浦大橋,EXIT,全球氣象預(yù)報(bào)(衛(wèi)星云圖),EXIT,凝汽電廠的冷凝塔,EXIT,災(zāi)害預(yù)報(bào)與控制,EXIT,高速交通工具,EXIT,各種工業(yè)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì),降低能耗,減少污染,EXIT,毛細(xì)血管流動(dòng),EXIT,6、動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度、相對黏度的概念和量 綱(單位),EXIT,本章小結(jié):,2、連續(xù)性介質(zhì)模型的定義和物理意義,1、研究流體力學(xué)問題的方法,3、作用在流體上的力 :質(zhì)量力和表面力,4、牛頓粘性定律,5、理想流體、牛頓流體、不可壓縮流體的概念,例1:一可動(dòng)和一不動(dòng)平板分別置于液體中, 間距h0.5mm??蓜?dòng)板V0.25m/s,水平右移,維持V不變,加在動(dòng)板上的外應(yīng)力為2Pa。求。,假定速度線性分布(層流),有,EXIT,解:由坐標(biāo)系,按內(nèi)摩擦定律:
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025至2030中國腰部牽引裝置行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來投資戰(zhàn)略咨詢研究報(bào)告
- 2025至2030中國脂肪和油脂行業(yè)市場占有率及投資前景評(píng)估規(guī)劃報(bào)告
- 2025至2030中國膠原蛋白行業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)行態(tài)勢及投資規(guī)劃深度研究報(bào)告
- 2025至2030中國肢體吊卡行業(yè)市場深度研究及發(fā)展前景投資可行性分析報(bào)告
- 2025至2030中國聚酰胺66行業(yè)深度研究及發(fā)展前景投資評(píng)估分析
- 2025至2030中國美術(shù)學(xué)校行業(yè)市場發(fā)展分析及發(fā)展趨勢與投資機(jī)會(huì)報(bào)告
- 2025至2030中國羊奶制品行業(yè)市場深度研究及發(fā)展前景投資可行性分析報(bào)告
- 2025至2030中國網(wǎng)絡(luò)演藝行業(yè)深度發(fā)展研究與企業(yè)投資戰(zhàn)略規(guī)劃報(bào)告
- 2025至2030中國纈草酸市場營銷前景及未來運(yùn)營趨勢研究報(bào)告
- 2025至2030中國織物清新劑行業(yè)市場深度研究及發(fā)展前景投資可行性分析報(bào)告
- 江山南方水泥有限公司浙江省江山市大陳鄉(xiāng)烏龍村鐵錘山水泥用灰?guī)r礦建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告表
- 小學(xué)語文主題教學(xué)論:理論重塑與創(chuàng)新實(shí)踐
- 工程框架協(xié)議合同協(xié)議
- 電力合規(guī)管理培訓(xùn)
- AI基礎(chǔ)知識(shí)入門
- 2025年甘肅蘭州新區(qū)城投地產(chǎn)置業(yè)有限公司招聘筆試參考題庫附帶答案詳解
- 小學(xué)生心理健康與輔導(dǎo)(第4版) 課件匯 第1-6章 小學(xué)生心理健康概述-小學(xué)生自我意識(shí)的發(fā)展與輔導(dǎo)
- 電源適配器輸出過壓保護(hù)測試方法
- 強(qiáng)制執(zhí)行的拘留申請書
- 攪拌站申請書
- 電瓶車抵押給個(gè)人合同(2篇)
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論