緒論流體力學

1、建筑設備工程（水）1緒論建筑設備工程的概念國內外建筑設備發(fā)展趨勢課程要求及學習目的2一、建筑設備工程的概念指為滿足生產和生活需要而在建筑內部設置的給水、排水、熱水、供暖、通風、空氣調節(jié)、煤氣、供電等設備系統(tǒng)的總稱與建筑、結構及生產工藝設備等相互協(xié)調，是建筑不可缺少的組成部分3二、國內外建筑設備發(fā)展趨勢新材料的發(fā)展帶動技術改革新型高效節(jié)能環(huán)保設備不斷出現(xiàn)新能源及電子技術的廣泛應用建筑工業(yè)化施工技術的發(fā)展4三、課程要求及學習目的掌握建筑設備工程技術的基本知識，培養(yǎng)綜合考慮和合理處理各種建筑設備與建筑主體之間關系的能力，從而作出適用、經(jīng)濟的建筑或結構設計掌握各種建筑設備設計的原則和基本方法5第一章

2、流體力學基礎 主要內容流體的物理性質流體靜壓強及其分布規(guī)律流體運動的基本知識流動阻力和水頭損失611 流體的主要物理性質一、密度和容重 密度（）：指單位體積的均質流體所具有的質量。 M / V （kg/m3) 容重（）：指單位體積的均質流體所具有的重量。 G / V (N/m3) = g7 流體的密度和容重隨外界壓力和溫度而變化。 水：1atm,4時 水 9807 N/m3 水 1000 kg/m3 8二、流體的壓縮性和膨脹性 1、流體的壓縮性: 流體在外界壓力增加時體積縮小的性質 2、流體的膨脹性: 流體在外界溫度升高時體積增大的性質 液體的壓縮性和膨脹性很小 氣體有顯著的壓縮性和膨脹性9三

3、、流體的粘滯性 1、概念 (1)由存在于流體內部相鄰流層間的抵抗其相對運動的內摩擦力所產生 (2)是流體在運動時呈現(xiàn)出的特性 (3)流體的粘滯性是流體運動時產生機械能量損失的根源。10粘滯力的產生T, v= (du/dy)uhydyu+du11粘滯性對管道內水流速度的影響= (du/dy)uu+duD1212 流體靜壓強及其分布規(guī)律一、流體靜壓強及其特性1、概念 p= lim（p/） ( 0)2、特性 （1）沿作用面的內法線方向 （2）大小與方位無關13二、流體靜壓強的分布規(guī)律 1、自由表面和表面壓強 自由表面：指液體和它上面的氣體的交界面。 表面壓強（P0） ：作用在自由表面上的氣體對 液體

4、的壓強。（如果表面上的氣體是大氣，用Pa表示） 標準大氣壓： Pa1.013105 （Pa） 工程大氣壓： Pa9.8104（Pa） 142、基本方程式的第一種形式 P = P0 +h （pa) P:靜止流體中某一深度處的壓強(pa)； P0：靜止流體的表面壓強(pa)； ：流體的容重( N/m3 )； h：指定點的深度(m)。153、基本方程式的第二種形式 z1 p1/ = z2 p2/ = z0 p0/(常數(shù)）（1）當p1=p2時，z1=z2.即壓強相等的任意兩點在同一水平面上；（2）當z2z1時， p1p2.即位置較低點的壓強恒大于位置較高點的壓強。p01200h1h2z1z2z016三

5、、壓強的度量 1、絕對壓強（Pj)：以完全真空為計量零點 2、相對壓強（Px) ：以大氣壓強為計量零點 3、真空值（Pv) ：當流體中某點的Pj小于Pa時， 稱Pa Pj為真空值1713 流體運動的基本知識一、描述流體運動狀態(tài)的物理量1、流線：在運動的流體中繪出一條線，使得線 上的流體質點在此時刻的運動方向與 該線相切。2、流場：充滿在流體運動空間的流線簇。 (1)流線 (2)流場u1u2u3183、過流斷面（）：與流體運動方向垂直的流 體斷面。 單位： m24、流量（Q）：單位時間內通過過流斷面的流體 體積。 單位： m3/s, L/s5、流速（v)：流體在單位時間內所遷移的距離。 單位：

6、m/s, cm/s Q = v 19二、流體運動的分類1、按運動要素是否隨時間變化 恒定流與非恒定流2、按流速沿程是否變化 均勻流與非均勻流3、按水流與周邊的接觸情況 有壓流與無壓流（重力流）20三、恒定流的連續(xù)性方程 Q1 = Q2 v11= v22 或 1/2 = v2/ v1 對于有壓管流：v2/ v1（d1/d2)21122V1,1V2,221四、恒定流能量方程1、方程的形式z1 + p1/+(v12/2g)=z2 + p2/+(v22/2g)+ hw122100v1,p1v2,p2z1z2222、方程中各項的物理意義z: 單位重量的流體所具有的重力勢能； （位置水頭）p/:單位重量的流體所具有的壓力勢能； （壓強水頭）(v2/2g):單位重量的流體所具有的動能；（流速水頭）: 動能修正系數(shù)；hw: 單位重量的流體在斷面11和22間的機械能損失； （水頭損失）23五、水頭損失1、沿程水頭損失： 流體在長直管（或明渠）中流動，所受的摩擦阻力稱為沿程阻力。為克服沿程阻力而消耗的單位重量流體的機械能，稱為沿程水頭損失。 hf =（L/d