流体力学流体动力学.pptx

授课:陈礼余华明使用教材:《制冷流体机械》流体力学及泵与风机流体动力学

工业生产中，流体常处于流动状态。研究和解决生产、科研、生活中的流体运动问题就是流体力学的任务。流体力学是研究流体宏观运动规律的学科，主要研究流体的运动规律，流体之间或流体与固体相互作用力，及流动过程中动量、能量和质量的传输规律等。

第一节基本概念流场与流速场流场概念:流体流动的空间流速场：定义为在任一瞬时由空间点上速度矢量构成的场，又称速度分布。在直角坐标系中速度分布的分量式为12

一、流场与流速场3、稳定流与非稳定流稳定流动定义为流动参数不随时间变化的流动，否则称非稳定流动。a为速度恒定，代表稳定流；b为速度作小幅变化，可近似为稳定流；c为周期性谐波脉动流（正弦波）；d为周期性非谐波脉动流（生理波）；e为非周期性脉动流（衰减波）；f为随机流动（湍流）。

稳定流与非稳定流

流场与流速场描述流体运动的两种方法拉格朗日法和欧拉法。比喻：城市公共交通部门采用两种方法统计客运量。在每一辆公交车上设记录员，记录每辆车在不同时刻（站点）上下车人数，此法称为随体法；即拉格郎日法在每一站点设记录员，记录不同时刻经过该站点的车辆上下车人数，此法称为当地法。即欧拉法。

二、流线和迹线二、流线和迹线1、流线的定义?流线（streamline）是表示某一瞬时流体各点流动趋势的曲线，曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合2、迹线的定义?迹线(pathline)某一质点在某一时段内的运动轨迹线。

一、二、三元流动一元流(one-dimensionalflow二维流动

一、二、三元流动三维流动很多流动，特别时管内流动都可视为一元流，它是本章重点讨论对象。

过水断面的概念体积/质量流量定义为单位时间内流过一假想曲面的体积/质量。四、流量与平均流速01断面平均流速u??????总流过水断面上各点的流速是不相同的，所以常采用一个平均值来代替各点的实际流速，称断面平均流速u。体积流量（m3/s）：质量流量（kg/s）：02

渐变流与急变流、均匀流与非均匀流的概念如流动变化缓慢，流线的曲率很小接近平行，过流断面上的压力基本上是静压分布者为渐变流(graduallyvariedflow)，否则为急变流。均匀流——流线是平行直线的流动非均匀流——流线不是平行直线的流动

练习问题1：恒定流是：?A、流动随时间按一定规律变化；?B、流场中任意空间点的运动要素不随时间变化；?C、各过流断面的速度分布相同；?D、各过流断面的压强相同。?问题2：何谓均匀流及非均匀流？以上分类与过流断面上流速分布是否均匀有无关系？

何谓渐变流，渐变流有哪些重要性质？一元流动是：?均匀流；度分布按直线变化；动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；直线流动。12

实际水流中存在流线吗？引入流线概念的意义何在？01只有当过水断面上各点的实际流速均相等时，水流才是均匀流”，该说法是否正确？为什么？02

1欧拉法、拉格朗日方法各以什么作为其研究对象？对于工程来说，哪种方法是可行的？2在什么流中，流线与迹线重合。3判断：在均匀流中，任一过水断面上的流体动压强呈静压强分布特征4判断：均匀流过水断面是一平面，渐变流过水断面近似平面。5静止流体中，各点的测压管水头是否相等？在流动流体中？

想一想：为什么在总流分析法中需引入断面平均流速？判断：渐变流任意两个过水断面的一等直径水管，A-A为过流断面，B-B为水平面，1,2,3,4为面上各点，各点的运动物理量有以下关系：

判断：静水压强可以用测压管来测量，而动水压强则不能用测压管来测量。问题1：实际流体在等直管道中流动，在过流断面1，2上有A，B，C点，则下面关系式成立的是：

问题17:如图所示管路系统中流体作实际运动，恒定。圆管等直径，则下述判断正确的是：A.该管路系统上点3和5的测压管水头相等；C.该管路系统上点1的动水压强p1=g水·h1；B.该管路系统上点7的测压管水头大于6点的测压管水头；D.该管路系统上点2和8的动水压强p1=p8=pa。

第二节流体动力学基本方程一、不可压缩流的连续性方程1、对于不可压缩流体有：ρ=const物理意义：对于不可压缩流体，断面平均流速与过水断面面积成反比，即流线密集的地方流速大?，而流线疏展的地方流速小。适用范围：固定边界内的不可压缩流体，包括恒定流、非恒定流、理想流体、实际流体。???

一、不可压缩流的连续性方程2、?分叉流的总流连续性方程?问题：变直径管的直径d1=320mm，d2=160mm，流速υ1=1.5m/s，υ2为：.3m/s；?B.4m/s；?C.6m/s；?D.9m/s。