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流体力学的基础内容

发布时间:2020-12-30 07:56:06

作者:山东华铄

   今天流体力学实验设备厂家给大家分享一下关于流体力学的一些基础内容。

    流体力学基础内容:

    1.流体属性

    连续介质假定:需要了解"宏观上无穷小、微观上无穷大"的概念以及knudsen数的定义方式。

    $$K_n= rac{lambda}{L}$$

    其中,$lambda$为分子自由程,$L$为系统长度尺度。$K_n$越大,意味着流体越稀薄。

    流体密度:流体密度反映的是流体微团的平均密度。

    流体粘度:反映剪切应力与应变之间的关系。

    根据流体属性可将流体分为不同的类型:

    稀薄流体

    可压缩流体和不可压缩流体

    牛顿流体与非牛顿流体

    粘性流体与理想流体

    2.流体静力学

    流体静力学:几乎所有的流体力学参考资料上都会包含有流体静力学方面的内容,这些内容说到底也就是一个流体静止条件下压力分配的问题。

    在学习流体静力学过程中,需要掌握的概念包括:

    静力学基本方程

    $$z+ rac{p}{ ho g}=c$$

    流体压力只与深度有关,与方向无关,同一深度位置压力相等。

    绝对压力与相对压力

    表压

    3.流体动力学

    流体动力学研究流体流动状态下压力速度分布,主要包括两大块的内容:

    3.1 伯努利方程

    $$p_0+ ho gh_0+ rac{1}{2} ho v_0^2=p_1+ ho gh_1+ rac{1}{2} ho v_1^2$$或

    $$p_0+ ho gh_0+ rac{1}{2} ho v_0^2=c$$在学习伯努利方程时,需要搞清楚几个关于压力的概念:

    静压:即式中的$p_0$

    动压:即式中的$ rac{1}{2} ho v_0^2$

    总压:静压与动压的和称之为总压。

    3.2 流动阻力计算

    流动阻力包含沿程阻力与局部阻力。

    3.2.1 沿程阻力

    对于管道流动,其沿程阻力可通过范宁公式计算:

    $$h_f=lambda rac{l}{d} rac{u^2}{2}$$式中,$l$为管道长度,$d$为管道内径,$lambda$为阻力系数。

    对于阻力系数$lambda$,层流和湍流状态下计算方式不同:

    层流状态下:

    $$lambda= rac{64}{Re}$$

    其中雷诺数$Re= rac{ud ho}{mu}$

    湍流状态下

    对于光滑管道,可用伯拉修斯经验方程

    $$lambda = rac {0.3164}{Re^ left(0.25 ight)}$$对于粗糙管道,阻力系数可查莫迪图。

    3.2.2局部阻力

    $$h_f = xi rac{u^2}{2}$$

    式中,$xi$为阻力系数,不同设备的阻力系数需要通过实验测定。


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