第二章1.物質的物理屬性比較
在常溫常壓下,物質可以分為固體、液體和氣體三種聚集狀態。它們都具有下列物質的三個基本屬性:
(1)由大量分子組成,
(2)分子不斷地作隨機熱運動,
(3)分子與分子之間有相互作用力。
i 從巨集觀上看同體積內所包含的分子數目:氣體《液體《固體ii 同樣分子間距上的分子相互作用力:氣體《液體《固體
iii 固體、液體和氣體巨集觀的表象差異
固體有一定的體積也有一定的形狀;
液體有一定的體積而無一定的形狀;
氣體既無一定的體積也無一定的形狀。
iv 固體、液體和氣體力學效能比較:
固體可以承受拉力、壓力和切應力;
液體卻只能承受壓力,幾乎不能承受拉力,在極小的切應力作用下就會出現連續的變形流動,它只呈現對變形運動的阻力,不能自行消除變形。這一特性稱為流體的易流動性。
氣體與液體效能相近,主要差別是,可壓縮性的大小。氣體》液體
2.粘度的表示方法:動力粘度μ 、運動粘度ν 、恩氏粘度°e
3.粘度的變化規律
1) 液體粘度大小取決於分子間的距離和分子引力。當溫度公升高或壓強降低時液體膨脹,分子間距增加,分子引力減小,粘度降低。反之,溫度降低,壓強公升高時,液體粘度增大。
2)氣體分子間距較大,內聚力較小,但分子運動較劇烈,粘性主要**於流層間分子的動量交換。當溫度公升高時,分子運動加劇,所以粘性增大;而當壓強提高時,氣體的粘性增大。
第三章1.流體處於靜止狀態包括了兩種形式1)絕對靜止 2)相對靜止
2、常見的質量力:
重力δw = δmg、
直線運動慣性力δfi = δm·a
離心慣性力δfr = δm·rω2 。
3.表面力的作用機理:
周圍流體分子或固體分子對分離體表面的分子作用力的巨集觀表現。
*4.流體靜壓強的兩個特性:
i、流體靜壓強垂直於其作用面,其方向指向該作用面的內法線方向。
(利用靜止流體性質進行證明)
ii、靜止流體中任意一點處流體靜壓強的大小與作用面的方位無關,即同一點各方向的流體靜壓強均相等。
*5.等壓面的性質:
i、等壓面也是等勢面;
ii、等壓面垂直於單位質量力;
iii、兩種互不摻混液體的分介面也是等壓面。
7.流體靜力學基本方程的能量意義和幾何意義
1)能量意義:在重力場中,對均質連續不可壓縮平衡流體,任意一點單位質量流體的總勢能保持不變 。
2)幾何意義:在重力場中,對均質連續不可壓縮靜止流體,其靜力水頭為一確定值,換句話說靜力水頭的連線為一平行於某一基準面的水平線。
8.液面壓強的產生方式:外力施加於流體表面產生壓強。
一是通過固體對流體施加外力而產生壓強;
二是通過氣體使液體表面產生壓強;
三是通過不同質的液體使液面產生壓強
9.流體靜壓強的表示方法:表壓強、絕對壓強、真空度
*10.表壓強、大氣壓強、絕對壓強和真空度之間關係
絕對壓強 = 大氣壓強 + 表壓強
表壓強 = 絕對壓強大氣壓強
真空度 = 大氣壓強絕對壓強
11.靜壓強的計量單位
應力單位:pa、n/m2、bar
液柱高單位:mh2o、mmhg
標準大氣壓:1 atm = 760 mmhg =10.33 mh2o = 101325 pa ≈ 1bar
第四章(1)簡述層流和湍流的流態特徵。
*層流(滯流):不同徑向位置的流體微團各以確定的速度沿軸向分層運動,層間流體互不摻混。
——流速較小時
*湍流(湍流):各層流體相互摻混,流體流經空間固定點的速度隨時間不規則地變化,流體微團以較高的頻率發生各個方向的脈動。
——當流體流速增大到某個值之後
(2)什麼是「內摩擦力」?簡述不同流態流體中「內摩擦力」的產生機理。
內摩擦力是流體內部相鄰兩流體層的相互作用力,稱為剪下力單位面積上所受到的剪力稱為剪下應力
層流流動:基本特徵是分層流動,表現為各層之間相互影響和作用較小,剪應力主要是由分子運動引起的。
湍流流動:存在流體質點的隨機脈動,流體之間相互影響較大,剪應力除了由分子運動引起外,還由質點脈動引起。
(3)流體流動時產生阻力的根本原因是什麼?
流體具有粘性,所以流動時產生內摩擦力
產生形體阻力的主要原因:邊界層分離……形成尾流區……形體
(4)什麼情況下可用牛頓黏性定律計算剪下應力?牛頓型流體有哪些?
在純剪下流動中相鄰兩流體層之間的剪應力, 流體呈層流運動
牛頓流體:所有氣體和大多數低相對分子質量的液體均屬於此類流體,如水、汽油、煤油、甲苯、乙醇等
(5)簡述溫度和壓力對液體和氣體黏度的影響。
壓力:氣體的黏度隨壓強的公升高而增加,低密度氣體和液體的黏度隨壓強的變化較小。對常見的流體,如水、氣體等,黏度隨壓強的變化不大,一般可忽略不計
溫度:當溫度公升高時,液體的黏度減小,氣體的黏度增加
1.流線的特點:i、定常流動中,流線與跡線重合為一條。非定常流動中,流線的位置和形狀隨時間而變化,因此流線與跡線不重合。
ii、一般來講,在某一時刻,通過流場中的某一點只能作出一條流線。流線既不能轉折,也不能相交。
特例:駐點:速度為0的點;奇點:速度為無窮大的點(源和匯);流線相切的點。
2.對於圓管內的流動:
re<2000 時,流動總是層流型態,稱為層流區;
re>4000時,一般出現湍流型態,稱為湍流區;
20003.相鄰兩流體層具有相互作用力:流體具有「黏滯性」、流體具有「內摩擦」的作用、壁面摩擦力--流動阻力、流動的流體內部存在內摩擦力
4.流體內部:內摩擦力(剪下力)
固體壁面:壁面摩擦力(剪下力)
5.粘度的影響因素1)流體種類 2)壓強 3)溫度
6.實際流體的流動具有兩個基本特徵:
1)在固體壁面上,流體與固體壁面的相對速度為零,這一特徵稱為流動的無滑移(黏附)特徵
2)當流體之間發生相對運動時,流體之間存在剪下力(摩擦力).
7.工程上減少傳熱、傳質阻力的方法
1)適當的增大流體的運動速度,使其呈湍流狀態,以此降低邊界層中層流部分的厚度,從而強化傳熱和傳質
2)破壞邊界層的形成,在流道內壁做矩形槽,或在管外壁放置翅片,以此破壞邊界層的形成,減少傳熱和傳質阻力。
8.邊界層分離
1)過程:流道斷面變化……流速變化……壓強變化
2)條件:黏性作用和存在逆壓梯度是流動分離的兩個必要條件
3)在相同的逆壓梯度下,層流邊界層和湍流邊界層哪個更容易發生分離?
層流邊界層。由於層流邊界層中近壁處速度隨y的增長緩慢,逆壓梯度更容易阻滯靠近壁面的低速流體質點
9.形成湍流邊界層時,形體阻力大小?.
較小,因為分離點靠後,尾流較小
第五章1.緩變流動具有以下兩條主要特性:
(1)在緩變流動中,質量力只有重力。
(2)在同一緩變過流斷面上,任何點上的靜壓水頭都相等。
2.總流的伯努利方程應用條件
(1)恆定(定常)(2)理想流體(3)不可壓縮流體(4)重力場
(5)所選過流斷面流動均勻或漸變流
3.實際流體總流的伯努利方程的適用條件
(1)恆定流動
(2)沿流程流量保持不變(qv1= qv2 =qv3) ;
(3)不可壓縮流體( = constant);
(4)只在重力作用之下(質量力只有重力);
(5)所選用的過流斷面必須是緩變過流斷面。
4.總流的動量方程的物理意義是:在定常流動中,單位時間內,從控制面流出的動量減去流入的動量,等於作用在控制體上的外力和。
5.總流的動量矩方程的物理意義是:在定常流動中,單位時間內,從控制面流出的動量矩減去流入的動量矩,等於作用在控制體上所有的外力矩之和。
第七章1.不同流態下沿程水頭損失
當流動為層流時沿程水頭損失 hf為,hf&v(1.0
當流動為湍流時沿程水頭損失hf為,hf& v1.75~2.0。
2.圓管層流的斷面平均流速為最大流速的一半,這是層流的特徵之一。
3.層流的沿程摩阻因數僅是雷諾數的函式,與管壁粗糙程度無關。
4. 湍流的特性
1)湍流除了流體質點在時間和空間上作隨機運動的流動外,還有流
體質點間的摻混性和流場的旋渦性。因而產生的慣性阻力遠遠大於粘性阻力。所以湍流時的阻力要比層流時的阻力大得多。
2)湍流運動的複雜性給數學表達造成困難,對流體質點往往在對有限時間段取平均,稱為時均法來表示。
5.圓管中的湍流,可以分成三個區域:層流底層(粘性底層)、湍流核心及過渡層。
6. 引起區域性能量損失的原因主要是:
(1)截面變化引起速度的重新分布
(2)流體質點相互碰撞和增加摩擦;
(3)兩次流;
(4)流動分離形成渦旋。
第八章1.厚壁孔口只有內收縮而無外收縮,這是它與薄壁孔.口的區別之一。區別之二是厚壁孔口阻力損失由下列三部分組成:
一是入口阻力損失,二是c-c斷面後的擴大阻力損失,三是後半段上沿程能頭損失。因此
第九章1.明渠的底坡:正坡明渠、平坡明渠、逆坡明渠
2.均勻流產生條件:只有在順坡明渠中才有可能產生均勻流
3.明渠均勻流的特性:
1)過水斷面的形狀、尺寸及水深沿程不變。
2)過水斷面上的流速分布、斷面平均流速沿程不變;
因而,水流的動能修正係數及流速水頭也沿程不變。
3)總水頭線、水面線及底坡線三者相互平行
4.明渠均勻流產生的條件.
1)水流應為恆定流。
2)流量應沿程不變,即無支流的匯入或分出
3)渠道必須是長而直的稜柱體順坡明渠,粗糙係數沿
程不變4)渠道中無閘、壩或跌水等建築物的區域性干擾
5.水力最佳斷面.的條件:
6.允許流速
1)渠道中的流速 v 應小於不衝允許流速v`
2)渠道是的流速v應大於不淤流速 v`
3)不衝允許流速的大小決定於土質情況、護面材料、以及通過流量等因素;不淤允許流速是為防止懸浮泥沙的淤積,防止水草滋生,分別為0.4m/s、0.6m/s
第十章1.堰流及閘孔出流的水流狀態比較
1)堰流和閘孔出流的區別:堰流的水面線是光滑的降落曲線;閘孔出流的上下游水面是不連續的。由於邊界條件的這種差異,它們的水流特徵及過水能力也不相同。
2)堰流和閘孔出流的相同點:引起壅水,然後水面降落,是在重力作用下形成的一種水流運動,都是從勢能轉化為動能的過程。都屬於明渠急變流,主要是區域性水頭損失。
流體力學名詞解釋和簡答題
一 緒論 1 連續介質假設 把流體當作是由密集質點構成的 內部無空隙的連續體來研究,這就 是連續介質假設。或連續介質 由密集質點構成的 內部無空隙的連續體。2 表面力 通過直接接觸作用在所取流體表面上的力。3 質量力 作用在流體內每個質點上,大小與流體質點質量成正比的力。4.粘性 是流體在運動過程中...
工程流體力學名詞解釋和簡答題 大全
17 濃差或溫差射流 射流介質本身濃度或溫度與周圍氣體濃度或溫度有差異所引起的射流。19 穩定流動 流體流動過程與時間無關的流動。20 不可壓縮流體 流體密度不隨溫度與流動過程而變化的液體。23連續介質模型 在流體力學的研究中,將實際由分子組成的結構用流體微元代替。流體微元有足夠數量的分子,連續充滿...
流體力學重點總結
第一章緒論 表面力 又稱面積力,是毗鄰流體或其它物體,作用在隔離體表面上的直接施加的接觸力。它的大小與作用面積成比例。剪力 拉力 壓力 質量力 是指作用於隔離體內每一流體質點上的力,它的大小與質量成正比。重力 慣性力 流體的平衡或機械運動取決於 1.流體本身的物理性質 內因 2.作用在流體上的力 外...