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流体力学基础知识流体力学基础知识 一、 流体的物理性质 1、流动性 流体的流动性是流体的基本特征，它是在流体自身重力或外力作用下产生的。这也是流体容易通过管道输送的原因 2、可压缩性 流体的体积大小会随它所受压力的变化而变化，作用在流体上的压力增加，流体的体积将缩小，这称为流体的可压缩性。 3、膨胀性 流体的体积还会随温度的变化而变化，温度升高，则体积膨胀，这称为流体的膨胀性。 4、粘滞性 粘滞性标志着流体流动时内摩擦阻力的大小，它用粘度来表示。粘度越大，阻力越大，流动性越差。 气体的粘度随温度的升高而升高，液体的粘度随温度的升高而降低。 二、 液体静力学知识 1、 液体静压力及其基本特性 液体静压力是指作用在液体内部距液面某一深度的点的压力。液体静压力有两个基本特性： 液体静压力的方向和其作用面相垂直，并指向作用面。 液体内任一点的各个方向的静压力均相等。 2、液体静力学基本方程 ag 式中Pa-大气压力 -液体密度 上式说明：液体静压力的大小是随深度按线性变化的。 3、绝对压力、表压力和真空 绝对压力：是以绝对真空为零算起的。用Pj表示。 表压力：以大气压力Pa为零算起的。用Pb表示。 真空：绝对压力小于大气压力，即表压Pb为负值。 绝对压力、表压力、真空之间的关系为： Pj=Pa+Pb 三、 液体动力学知识 1、基本概念 液体的运动要素： 液体流动时，液体中每一点的压力和流速，反映了流体各点的运动情况。因此，压力和流速是流体运动的基本要素。 流量和平均流速： 假定流体在流过断面时，其各点都具有相同的流速，在这个流速下所流过的流量与同一断面各点以实际流速流动时所流过的流量相当，这个流速称为平均流速，记作V。 单位时间内，通过与管内液流方向相垂直的断面的液体数量，称为流量。流量可分为体积流量Qv和质量流量Qm。 Qv=V A Qm=V A 稳定流和非稳定流： 稳定流是指流体流速和压力不随时间的变化而变化的流动，反之则为非稳定流。 2、 稳定流的连续性方程式 由液体的不可压缩性可知： Qv=V1 A1=V2 A2 即 V1/V2=A2/A1 3、流动阻力损失 流动阻力损失的类型：沿程损失和局部损失 1） 沿程阻力损失： 沿程损失是指液体在直管段中流动时，液体质点与管壁以及质点与质点间相互磨擦而产生的能量损失，用hf表示。 影响沿程损失的因素： 流体的运动状态：层流、紊流。 a、 层流：流体流动时，液体质点只沿管子作轴向运动。 b、 紊流：流体流动时，流体质点不仅沿管子作轴向运动，同时还作横向运动。 管子的粗糙度。 流体的粘度。 2） 局部阻力损失 局部阻力损失是指流体流经管路附件时，出现突然扩大 或收缩时，形成涡流，产生强烈的撞击和掺混，造成的能量损失，用hj表示。 影响局部损失的因素： 形成局部损失的附件形状。 所以，流体在流经某一管路时，其总阻力损失为沿程损失与局部损失之和。即 h=hf+hj