1M411030  流體力學的基礎知識

學習要點：1。流體流動參數的相互關系
2．流體的阻力及阻力損失
1M411031  流體流動參數的相互關系
流體力學中的流體包括液體和氣體。流體的流動參數包括流體流動時的物理性質、靜止流體的力學特性和流體運動狀態的參數。流體的基本方程式反映了流體主要流動參數的相互關系。 
(1)流體的物理性質
●流體的質量    ●流體的密度 ●流體的比容   ●密度與比容互為倒數。
●流體的重量    ●流體的重度 ●流體的壓縮性 ●流體的膨脹性
●流體的黏性
(2)靜止流體的力學特性  ：
●作用在流體上的力大致可分為表面力和質量力(或稱體積力)這兩類。
●流體的靜壓力是指流體單位面積上所受到的垂直于該表面的力。
●重力作用下，液體內部壓力隨深度變化，深度相等的各點靜壓力相等。P=P0+ρgh
●靜止流體的浮力：
●液體的表面張力：液體表面層內的分子吸引力和液體表面與周邊介質分子之間的吸引力不平衡的表現，它沿液體表面作用并且和液體的邊界垂直，把液體表面層的分子緊緊拉向液體內部。
●液體的毛細現象
(3)流體的運動參數    ：
流體的運動可分解為平移、旋轉和變形三種狀態，描寫這三種狀態的運動參數有速度、加速度、角速度等。
(4)運動流體的基本方程式 ：
IM411032 流體的阻力及損失式
流體的阻力是造成能量損失(即阻力損失)的原因。一種是由于流體的黏滯性和慣性引起的沿程阻力損失；另一種是由于管路界面突然擴大或縮小等原因，固體壁面對流體的阻滯作用和擾動作用引的稱為局部阻力損失。液體阻力損失通常有：
(1)沿程阻力損失  (2)局部阻力損失 (3)層流阻力與紊流阻力
(4)流體能量總損失：流體能量總損失等于各管段沿程損失與各局部損失的總和。
(5)減少阻力的措施
●減小管壁的粗糙度和用柔性邊壁代替剛性邊壁。
●防止或推遲流體與壁面的分離，避免旋渦區的產生或減小旋渦區的大小和強度。
●對于管道的管件采取的減小阻力措施：一般直徑d較小的彎管，合理地采用曲率半    徑尺，可以減少阻力.截面較大的通風彎管需安裝形式合理的導流片，達到減少局部阻力的效果。對于管子截面變化的變徑管，應采用一定長度的漸縮管或漸擴管。對于三通或四通可設置導流隔板.
●在流體內部投加極少量的添加劑，使其影響流體運動的內部結構來實現減阻。
(6)減少泵與風機的能量損失
●泵與風機的能量損失通常其產生原因分為三類，即水力損失、容積損失、機械損失。
●泵與風機的全效率等于水力效率、容積效率、機械效率的乘積。
泵與風機的實際性能曲線：流量與揚程(Q—H)曲線大致可分為三種： a為平坦型，b為陡降型c為駝峰型。