流體力學(xué)復(fù)習(xí)資料匯編

流體力學(xué)復(fù)習(xí)資料第一章緒論1.1流體力學(xué)及其任務(wù)一、流體力學(xué)的研究對(duì)象流體力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，也是水利工程、土木工程、環(huán)境工程、交通工程、建筑工程等專業(yè)的必修課程。學(xué)習(xí)流體力學(xué)課程必須具備物理學(xué)、理論力學(xué)和材料力學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求能掌握液體平衡和液體運(yùn)動(dòng)的基本概念、基本理論和分析方法，能正確區(qū)分不同水流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和特點(diǎn)，掌握水流運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，能解決實(shí)際工程中有關(guān)管流和明渠流的常見水力學(xué)問題，為今后學(xué)習(xí)專業(yè)課程、從事專業(yè)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。流體力學(xué)——研究流體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)。（一）流體的定義1．自然界物質(zhì)存在的主要形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)；2．具有流動(dòng)性的物體（即能夠流動(dòng)的物體）；流動(dòng)性：在微小剪切力作用下匯發(fā)生連續(xù)變形的特性。3．流體包括液體和氣體；4．流體與固體的區(qū)別；①固體的變形與受力的大小成正比；②任何一個(gè)微小的剪切力都能使流體發(fā)生連續(xù)的變形。5．液體與氣體的區(qū)別①液體的流動(dòng)性小于氣體；②液體具有一定的體積；氣體充滿任何容器，而無一定體積。座（二）流體括的特征：流久動(dòng)性霜二、流體的訊連續(xù)介質(zhì)假餅設(shè)論問題的引出個(gè)：蔽①脊尿微觀：流體慚是由大量做江無規(guī)則熱運(yùn)古動(dòng)的分子所丈組成，分子面間存有空隙照，在空間是株不連續(xù)的。割②糾圓宏觀：一般間工程中，所正研究流體的探空間尺度要?jiǎng)┍确肿泳嚯x赤大得多。狂（一）流體鳴的連續(xù)介質(zhì)隆假設(shè)囑1．定義：瘡不考慮流體該分子間的間捐隙，把流體和視為由無數(shù)午連續(xù)分布的剃流體微團(tuán)組誼成的連續(xù)介貿(mào)質(zhì)。父2．難鄰流體微團(tuán)必穩(wěn)須具備的兩博個(gè)條件袖①役咐必須包含足冒夠多的分子搖；怎②蠢彈體積必須很聚小，且具有鋤一定質(zhì)量。延（二）采用騾流體連續(xù)介賠質(zhì)假設(shè)的優(yōu)姑點(diǎn)可1磁．避免了流燒體分子運(yùn)動(dòng)芹的復(fù)雜性，岔只需研究流廢體的宏觀運(yùn)牙動(dòng)。抬2秧．可以利用襲數(shù)學(xué)工具來糊研究流體的瘦平衡與運(yùn)動(dòng)約規(guī)律。嚇三、流體力繼學(xué)的研究方辜法姑流體力學(xué)研王究方法：理及論方法、數(shù)朽值方法和實(shí)完驗(yàn)方法。易理論方法：娃建立理論模他型，并運(yùn)用捐數(shù)學(xué)方法求彈出理論結(jié)果協(xié)。百數(shù)值方法：虹在計(jì)算機(jī)應(yīng)六用的基礎(chǔ)上素，采用各種狗離散化方法覺（有限差分濤法、有限元餐法等），建敢立各種數(shù)值候模型，通過票計(jì)算機(jī)進(jìn)行儉數(shù)值計(jì)算和繪數(shù)值實(shí)驗(yàn)，鑰得到要時(shí)間伯和空間上，脂許多數(shù)字組班成的集合體缺，最終獲得長定量描述流展場(chǎng)的數(shù)值解謎。蠟實(shí)驗(yàn)方法：敞通過對(duì)具體層流體的觀察婦和測(cè)量，來塌認(rèn)識(shí)流體的歸規(guī)律。唐1.2濾作用在流減體上的力絡(luò)兩類作用在甩流體上的力匠：表面力和檢質(zhì)量力一、表面力膽——套通過直接接瓶觸施加在接母觸表面上的窮力，分離體去以外的流體繳通過流體分存離體表面作典用在流體上廉的力，其大洗小與作用面現(xiàn)積成比。（一）應(yīng)力唇散——分單位面積上告的表面力。納（設(shè)A為隔慨離體表面上集一點(diǎn)，包含預(yù)A點(diǎn)取微小聲面積東，若作用在升上有總表面巾力為販）逆（二）法向野應(yīng)力和切向裁應(yīng)力統(tǒng)賠為需上的平均壓速應(yīng)力；糾為悟A迅點(diǎn)壓應(yīng)力，美稱為壓強(qiáng)；駛為止A點(diǎn)切應(yīng)力粉。二、質(zhì)量力悲——鉆以隔距離作進(jìn)用施加在每黎個(gè)質(zhì)點(diǎn)上的富力。例如：瀉重力、慣性甘力、磁力。跳單位質(zhì)量力恒職在各坐標(biāo)軸飯的分量：納，影，氏若作用在流斗體上的質(zhì)量笛力只有重力疼，則松，馬，印。懶說明：尤、窗、陽也可相應(yīng)用睜符號(hào)舉、畝、詠。苗1騾.害3流體的脅主要物理性辦質(zhì)笛同流體有關(guān)貪的主要物理袖性質(zhì)是慣性劈、粘性有壓逝縮性一、慣性埋——普物體保持原楊有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)度的性質(zhì)。質(zhì)杜量是慣性大缺小的度量。孕密度表征物羞體慣性的物庫理量。流體的密度叉——蒜單位體積流須體所具有的鴉質(zhì)量。雹均勻流體：雅單術(shù)位：擦kg/m3破鬧蝦常見流體的短密度：水恥——100釣0kg/綢m3奪尚揚(yáng)召凳空氣販——1.2識(shí)3kg/鐘m3揮芒潔禽水銀寫——136蜻000k醉g/m3孤流體的相對(duì)糊密度交——待流體的密度妻與虜4oC體時(shí)水的密度稈的比值。羽界絡(luò)腳除蛇式中，浩——助流體的密度醉（困kg/m3晶）棗虧輛——4oC摔時(shí)水的密度系（賣kg/m3逮）二、粘性謹(jǐn)（一）粘則性的定義疲壇——患流體內(nèi)部各濱流體微團(tuán)之礦間發(fā)生相對(duì)騾運(yùn)動(dòng)時(shí)，流榮體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)提生摩擦力（證即粘性力）匆的性質(zhì)。系1．流體蘋粘性所產(chǎn)生衛(wèi)的兩種效應(yīng)趣①缺柴流體內(nèi)部各廣流體微團(tuán)之牛間會(huì)產(chǎn)生粘母性力；番②眾榆流體降粘附額于它所接觸瞇的固體表面勇。穴2．牛頓內(nèi)委摩擦定律悉①緣粘性的表狠象（牛頓平菌板實(shí)驗(yàn)）桐當(dāng)h和u不德是很大時(shí)，角兩平板間沿詞y方向的流攔速呈線性分拋布，廉粘性是流體游阻抗剪切變繞形速度的特醬性。喚②剪牛頓內(nèi)摩津擦定律CDBAdbadydudt芒實(shí)驗(yàn)表明：婦內(nèi)摩擦力（轎切力）T與廟流速梯度備成比例；與寧流層的接觸滔面積A成比還例；與流體CDBAdbadydudt貍即曬線勵(lì)以應(yīng)力表示捐又，呼牛頓內(nèi)摩擦階定律表明：撫屬⑴雕上粘性切應(yīng)力遇與速度梯度蔽成正比；永⑵勿匙粘性切應(yīng)力駕與角變形速石率成正比；洞⑶作芬比例系數(shù)稱舟動(dòng)力粘度，宰簡(jiǎn)稱粘度。餡在上、下兩脾流層間取矩直形流體微團(tuán)漁（質(zhì)點(diǎn)）經(jīng)敵，微團(tuán)除有荒位移外，還罩發(fā)生剪切變腥形挑，擦（即速度梯活度實(shí)為流體蟲微團(tuán)的剪切犯變形速度）緊牛頓內(nèi)摩擦瞧定律可表示傭?yàn)椋孩壅扯然省塘黧w粘性大割小的度量,著由流體流動(dòng)金的內(nèi)聚力和或分子的動(dòng)量堆交換引起。似⑴彼動(dòng)力粘度明——排動(dòng)力粘度（江動(dòng)力粘滯系正數(shù)），是流傘體粘性的度源量，P瓦a.s裹，汪越大越粘。礦不同溫度水券和空氣的粘嘗度見表。核⑵蛋運(yùn)動(dòng)粘度醒⑶晉粘度的影透響因素聾1）溫度對(duì)錯(cuò)流體粘度的島影響很大書液體：分子赴內(nèi)聚力是產(chǎn)拾生粘度的主恰要因素。沃溫度俘↑→周分子間距右↑→萍分子吸引力起↓→粥內(nèi)摩擦力裝↓→凝粘度獄↓末氣體：分子遺熱運(yùn)動(dòng)引起津的動(dòng)量交換糠是產(chǎn)生粘度廁的主要因素邁。碑溫度訓(xùn)↑→塔分子熱運(yùn)動(dòng)窯↑→舞動(dòng)量交換堅(jiān)↑→陳內(nèi)摩擦力滅↑→遭粘度嶺↑呀不2）壓力對(duì)途流體粘度的堵影響不大，候一般忽略不冊(cè)計(jì)握3．理想流這體（無粘性靠流體）眠理想流體六——巡指無粘性即飄的流體。擠說明：理想削流體是對(duì)流攤體簡(jiǎn)化的力窮學(xué)模型，一皮種理想的流版體模型。制對(duì)某些粘性類影響很小的爭(zhēng)流動(dòng)，能較蕩好地符合實(shí)傅際；對(duì)粘性星影響不能忽奏略的流體，礎(chǔ)可通過實(shí)驗(yàn)?zāi)c加以修正。為三、（可）龜壓縮性和（蛋熱）膨脹性旦（一）流體石的壓縮性累——貪流體體積隨加著壓力的增宵大而縮小的懲性質(zhì)。它隨堤溫度和壓強(qiáng)默變化，用壓裝縮系數(shù)厘表示隔1綠．壓縮系數(shù)夕黎——扁單位壓力增琴加所引起的設(shè)體積相對(duì)變鵲化量。逐（信為壓強(qiáng)增量帶，芹為體積減小賠量，由于液健體受壓體積練減小，哀與段異號(hào)，所以勁右側(cè)加負(fù)號(hào)胡，以使受為正值）餐液體壓縮前有后，煌=俊不變，有聞則祝2達(dá)．體積模量直體積模量鵝——午壓縮系數(shù)的差倒數(shù)，成，錘（二）（熱舅）膨脹性沸——作流體體積隨蝶著溫度的增頌大而增大的劇性質(zhì)。泄1.糕膨脹系數(shù)趣桐——堪單位溫度增曉加所引起的催體積相對(duì)變淡化量。聰液體的（熱作）膨脹性以江（熱）膨脹雅系數(shù)表示，秤表示在一定運(yùn)的壓強(qiáng)下，套溫度增加1膝度，密度的尚相對(duì)減小率夜。拋膨脹系數(shù)欲鐘（三）可壓釋縮性流體和魔不可壓縮性愛流體畜1壟．可壓縮性毅強(qiáng)——警流體體積隨婚著壓力和溫槳度的改變而鉛發(fā)生變化的嘴性質(zhì)。欺2池．可壓縮流疫體和不可壓仁縮流體棍①豈安不可壓縮流昏體：不考慮知可壓縮性的譯流體笑；梢②印售可壓縮流體鴨：考慮可壓拾縮性的流體綁。村不可壓縮流繼體與可壓縮波的液體：閱體積彈沸性模數(shù)無窮啊大的流體被他稱為不可壓爺縮的流體。般嚴(yán)格的說，刑任何流體均咐為可壓縮流準(zhǔn)體。但在許紙多流動(dòng)情況器下，流體壓輩力變化所引瞎起的密度變宣化極小，此何時(shí)可視流體檔為不可壓縮激的流體，使椅問題得到簡(jiǎn)片化。平液體的膨脹哀系數(shù)隨壓強(qiáng)喚和溫度而變濃化，見表，秀可以看出：算水的可壓縮秧系數(shù)和熱膨青脹系數(shù)均很頃小，一般情演況下，水的怨壓縮性和膨針脹性可忽略爪不計(jì)，但對(duì)濱某些特殊流貌動(dòng)，必須考毛慮，如在壓隙縮性起著關(guān)毒健作用的管羨道的水擊要昂考慮水的壓浙縮性。蜂1.4學(xué)牛頓流體撿和非牛頓流雨體一、流變性犬流變性越——判流體簡(jiǎn)單剪選切流動(dòng)時(shí)，頌剪應(yīng)力與剪艱應(yīng)變率的關(guān)傍系稱為流變項(xiàng)性，它反映弦流體物料的餃力學(xué)性質(zhì)。摔流變曲線爽——敘表示流變關(guān)介系的曲線。沉斜率為牛頓使流體的粘度歪，即津。牛頓流體摧的流變曲線疼在一定溫度苦和壓力下是語通過坐標(biāo)原匠點(diǎn)的直線（歐右圖中壇a盟線）。廉二、牛頓流三體嬌直——綁符合牛頓內(nèi)怪摩擦定律的森流體，如水純、空氣、汽趕油和水銀等沃牛頓流體的獲流變曲線在流一定溫度和井壓力下是通般過坐標(biāo)原點(diǎn)秩的直線（右史圖中缸a稱線）。笨三、非牛頓率流體醉——牛不符合牛頓練內(nèi)摩擦定律春的流體，如江泥漿、血漿孔、新拌水泥卷砂漿、新拌墻混凝土等。爬其流變曲線卻不通過坐標(biāo)逃原點(diǎn)。哀（一）非時(shí)動(dòng)變性非牛頓瘦流體喘廚——晶流體的表觀白粘度只與剪偶應(yīng)變率（剪孫應(yīng)力）有關(guān)魚，與剪切作牲用持續(xù)時(shí)間厲無關(guān)。竄非牛頓流體鮮分為三類：城1．賓漢體誓[賓厄姆流譯體]（塑性嬌流體）蛋流變方程為躍：第朱——才屈服應(yīng)力；繳——越塑性粘度；炮流變曲線：險(xiǎn)上圖匆b僻線，可見，嬌賓漢體的流更動(dòng)特點(diǎn)是施禮加的切應(yīng)力勾超過歪才能流動(dòng)，混并在流動(dòng)過遣程中，切應(yīng)頁力和剪切變距形速度成線察性關(guān)系。貪2．偽[擬佛]塑性流體釀流變方程為益：盞態(tài)——樸稠度系數(shù)；鴨——鞏流變指數(shù)妻流變曲線：窗上圖中雙c掉線，由圖可晝見，偽塑性酸流體的流動(dòng)饒?zhí)攸c(diǎn)是隨著夸剪切變形速全度的增大，倍表觀粘度降亮低，流動(dòng)性殖增大，表現(xiàn)狠出流體變稀揚(yáng)，又稱為剪在切稀化流體罩?？?．膨脹流林體梅流變方程：夢(mèng)釘流變曲線：岸上圖中筐d險(xiǎn)線，由圖可置見，膨脹流未體的流動(dòng)特動(dòng)點(diǎn)是隨著剪安切變形速度勢(shì)的增大，表荒觀粘度增大撇，流動(dòng)性降咐低，表現(xiàn)出她流體增稠，礎(chǔ)又稱為剪切弟稠化流體。鞋（二）時(shí)變俱性非牛頓流混體真——凝流體的表觀皺粘度不僅與檔剪應(yīng)變率（童或剪應(yīng)力）肥有關(guān)，而且秩與剪切作用翅持續(xù)時(shí)間有位關(guān)。終分為：觸變?nèi)毫黧w：表觀服粘度隨剪切株作用持續(xù)時(shí)尾間而減小，彩如某些油漆頂、涂料。松觸稠流體：晌表觀粘度隨堪剪切作用持裹續(xù)時(shí)間而增沈大，如某些辦乳懸浮液。練（三）粘彈訪性流體旋釣——戀兼有粘性和本彈性雙重性公質(zhì)。是如爬桿現(xiàn)象膚（魏森貝格脖效應(yīng)），擠句出脹大現(xiàn)象銹（巴拉斯效拖應(yīng)）。電第二章漢流體靜力學(xué)倚2.1綿靜止流體中慈應(yīng)力的特性砍特性一：應(yīng)士力的方向和輸作用面的內(nèi)裹法線方向一領(lǐng)致。轉(zhuǎn)可以這樣來塌說明：靜止策流體，速度膛處處為零，改沒有速度梯爬度，也就沒益有切應(yīng)力。怎此外流體不咽能承受拉應(yīng)奧力。臥特性二：靜問壓強(qiáng)的大小府與作用面方穩(wěn)位無關(guān)。余表明靜壓力聰是各向同性隨的。證明如下：捆表面力：只胸有壓力蝕、傭、旱、質(zhì)量力：榴防（）齒同理：喝升略去無窮小奉得（令四面叛體向仰點(diǎn)收縮）摩2.2許（靜止輕）流體平衡諒微分方程翅一、平衡微蒼分方程式典1．公式：償或劣2．推導(dǎo)祖以直角坐標(biāo)牛系為例，在愚靜止流體中閑任取一微元遍六面體，如習(xí)圖：萌微元流體在柿質(zhì)量力，表冤面力作用下萬平衡。以盈ｚ漠方向受力分略析為例：賊表面力：下茶表面（對(duì)應(yīng)斥坐標(biāo)委為ｚ價(jià)）受力聾。妻劇時(shí)鍵誘上表面（對(duì)鏈應(yīng)坐標(biāo)為會(huì)ｚ奶+攻dz級(jí)）受力柱驗(yàn)筒(俗ｐ垮+邪dp區(qū))粥dxdy都。棄質(zhì)量力：呀?；ζ胶夥匠嚏姡恒U。閱疤晨有勤磨或莫栽，為失性微驅(qū)分算子，稱澡哈米爾頓算壓子。拾上兩式為流掉體平衡微分盾方程（歐拉四平衡微分方固程）。表明巴，在靜止流椅體中各點(diǎn)單單位質(zhì)量流體罪所受的表面苦力與質(zhì)量力鄙相平衡。鑰物理意義：筋在靜止流體釣中，單位質(zhì)銹量流體上的摧質(zhì)量力與靜槐壓強(qiáng)的合力慌相平衡。窯適用范圍：紅所有靜止流寺體或相對(duì)靜祝止的流體?；味?平衡爽微分方程的求全微分式（攜壓強(qiáng)差公式磁）（平衡微測(cè)分方程的積挽分）幕上式為流體臣平衡微分方兄程的全微分信式。帖物理意義：除流體靜壓強(qiáng)娛的增量決定醫(yī)于質(zhì)量力。堤通常流體的配單位質(zhì)量力悶是已知的，喉將其代入上唐式直接積分統(tǒng)，可得靜壓岔強(qiáng)的分布。排三、等壓面價(jià)（等勢(shì)面）1．定義躲——選流場(chǎng)中壓強(qiáng)朵相等的各點(diǎn)誰組成的面，葵。刑如自由液面敗和不同液體湯的分界面等奏皆為等壓面旁。妻2．微分方密程腔鼻或哈緊3．性質(zhì)：才等壓面恒與貼質(zhì)量力正交害。亂2.3醫(yī)重力場(chǎng)途中流體靜壓膨強(qiáng)的分布規(guī)環(huán)律鍬一、液體靜祖壓強(qiáng)基本方下程愿1．基本方拔程的兩種表殿達(dá)式（1）公式秤上兩式均為訊液體靜壓強(qiáng)首基本方程式素，分別以不布同形式表示醫(yī)重力作用下侍液體靜壓強(qiáng)鍋的分布規(guī)律自。（2）推導(dǎo)睡如圖：液體劇中任一點(diǎn)的夢(mèng)壓強(qiáng)，由式撓得逼質(zhì)量力只有已重力：跌，嬌，傅積分得：高樣代入邊界條喊件塵，得隙所以：創(chuàng)竹2．物理意睜義——位勢(shì)能賣；鋼——榴壓強(qiáng)勢(shì)能h練p霧；炮——償總勢(shì)能。迫——厭在重力作用兵下的連續(xù)均塌質(zhì)不可壓所圍靜止流體中器，各點(diǎn)的單趟位重力流體暴的總勢(shì)能保挑持不變。乒3．幾何意兔義沈——隱位置水頭；穗柄——掩壓強(qiáng)水頭；密妨——俱靜水頭。濁——養(yǎng)在重力作用準(zhǔn)下的連續(xù)均挨質(zhì)不可壓靜執(zhí)止流體中，色靜水頭線為仗水平線。4．推論鄰①倍靜壓強(qiáng)的造大小與液體匠的體積無直釀接關(guān)系；片②肆兩點(diǎn)的壓鴨強(qiáng)差，等于姑兩點(diǎn)間豎向喉單位面積液向體柱和重量得。巷③駁平衡狀態(tài)迫下，液體內(nèi)頂（包括邊界營上）任意點(diǎn)挎壓強(qiáng)的變化艱，等值地傳株遞到其它各俗點(diǎn)。如，欄表面壓強(qiáng)變慚化鬧Δ凈p芬0門時(shí)，液體各導(dǎo)點(diǎn)壓強(qiáng)均相該應(yīng)變化勺Δ壘p棒宣值。逮證明：平衡親狀態(tài)下，當(dāng)執(zhí)A點(diǎn)壓強(qiáng)增端加鏟，則貫二、氣體靜考?jí)簭?qiáng)的計(jì)算爸在不考慮壓雀縮性時(shí)，似潔也適用于氣盆體，但氣體抓密度很小，撐在高度不很罷大時(shí)，氣柱叮所產(chǎn)生的壓幸強(qiáng)很小，可盾以忽略，上胡式簡(jiǎn)化為識(shí)三、壓強(qiáng)的躬度量肺1．絕對(duì)壓度強(qiáng)和相對(duì)壓而強(qiáng)議絕對(duì)壓強(qiáng)鴿——究以完全真空掏為基準(zhǔn)起算扣的壓強(qiáng)，以剛表示；春相對(duì)壓強(qiáng)疏——童以當(dāng)?shù)卮髿馊鑹簩m為基準(zhǔn)起算志的壓強(qiáng)，以穴表示。險(xiǎn)一般結(jié)構(gòu)都擺處在當(dāng)?shù)卮笳n氣壓的作用龍下，采用相新對(duì)壓強(qiáng)能使摟計(jì)算簡(jiǎn)化，耽本書如不特布指，壓強(qiáng)均諸為相對(duì)壓強(qiáng)卸。2．真空度恥真空度丟——控指絕對(duì)壓強(qiáng)顫不足當(dāng)?shù)卮缶銡鈮旱牟钪悼?，即相?duì)壓靜強(qiáng)的負(fù)值，蠟以釣表示竟四、測(cè)壓管房水頭珍1．測(cè)壓管槳高度，測(cè)壓和管水頭豬流體靜力學(xué)塵基本方程式中：純——手某點(diǎn)在基準(zhǔn)預(yù)面以上的高甩度，稱為位家置高度或位周置水頭。是暢單位重量液玉體具有的相鵲對(duì)于基準(zhǔn)面坑的位置勢(shì)能店，即位能。蒼——貼某點(diǎn)的絕對(duì)荷壓強(qiáng)大于大箏氣壓時(shí)，液稈體沿測(cè)壓管擔(dān)上升的高度栽，稱為測(cè)壓識(shí)管高度或壓袋強(qiáng)水頭，是括單位重量液連體具有的壓閥強(qiáng)勢(shì)能，即爪壓能。戚——駕測(cè)壓管水頭聽，是單位重幫量液體具有擺的總勢(shì)能。你——贊表示靜止液導(dǎo)體中各點(diǎn)的悲測(cè)壓管水頭智相等，測(cè)壓填管水頭線是儉水平線，即斤靜止液體中幫各點(diǎn)單位重座量液體具有匹的總勢(shì)能相式等。肆2．真空高策度康——答當(dāng)某點(diǎn)的絕聚對(duì)壓強(qiáng)小于擱當(dāng)?shù)卮髿鈮耗福刺幱谡娲蚩諣顟B(tài)）時(shí)石，將一根豎刃直向下的破餐璃管插入液述槽內(nèi)，液槽膠內(nèi)液體沿玻競(jìng)璃管上升的培高度惡。進(jìn)五、壓強(qiáng)的胳計(jì)量單位思①鐵應(yīng)力單位展。P千a?。ǜ?Mpa=杠10邁6需Pa）士②禮液注單位雨。例m很水柱，纏mm辱水柱或汞柱粘。過③宰大氣壓?jiǎn)委偽弧?biāo)準(zhǔn)大僻氣壓符號(hào)從atm捧，標(biāo)1atm=撇10132鋪5壞N/憲m謹(jǐn)2夠。中工程大氣壓之符號(hào)為捐at證，房1am=9巨8000溉N/迎m檔2交,1at絲0.1Mp教a永2.4受*黨液體的剛相對(duì)平衡失糞流體相對(duì)于叨地球有相對(duì)截運(yùn)動(dòng)，而流襪體微團(tuán)及流期體與容器壁菊之間沒有相栽對(duì)運(yùn)動(dòng)。到以等角速旋慧轉(zhuǎn)容器中液肉體的相對(duì)平斤衡為例說明狠這類問題的符一般分析方欺法。容器以蘆等角速度圣ω耀旋轉(zhuǎn)。是1．壓強(qiáng)分訂布規(guī)律裳利用邊界條豬件：須2．等壓面犯方程茂（經(jīng)中令桃常數(shù)，得等北壓面方程）莊（等壓首面方程）趕等壓面是一左簇繞z軸的紡旋轉(zhuǎn)拋物面海。免自由液面：貴溝（式黨中令扮，得自由液嚼面方程淹）鉆3．與絕對(duì)伐靜止情況比根較儀①等壓面雪絕對(duì)靜止：我水平面；仗相對(duì)靜止：楚炮旋轉(zhuǎn)拋物面棋。嘉②竊喘壓強(qiáng)分布絕對(duì)靜止：相對(duì)靜止：配h肝——轎任一點(diǎn)距離益自由液面的所淹深澇4．測(cè)壓管招水頭驕由式侮得曲同一個(gè)圓柱匙面上（榜一定），測(cè)歪壓管水頭相奧等。西2.5撞（靜止沿）液體作用援在平面上的中總壓力bcdapaAbcdapaAabApadccAbapadbapaAcdh煤各點(diǎn)壓強(qiáng)大漫?。禾幪幭嗔值壬娓鼽c(diǎn)壓強(qiáng)方辭向：方向一艇致生二、傾斜平讀面上的液體喂總壓力傷各點(diǎn)壓強(qiáng)大提小：處處不肆相等預(yù)各點(diǎn)壓強(qiáng)方普向：方向一宅致腥（一）解析油法（如右圖顯）雁1．總壓力撐的大?、俟矫取笔軌好嫘涡某命c(diǎn)的淹沒深潔度；深——姨受壓面形心眉點(diǎn)的壓強(qiáng)。紡結(jié)論：即靜獸止液體作用脖在平面上的嘆總壓力等于誼受壓面面積貞與其形心處故的相對(duì)壓強(qiáng)隨的乘積。趨②使浸公式推導(dǎo)副作用在微分蠢面積dA上挺的壓力：突作用在平面吸上的總壓力特（是平行力館系的合力）意：恨由工程力學(xué)竭知：印（受壓面面約積A對(duì)OX踢軸的靜矩）脈2．總壓力堅(jiān)的方向頑總壓力的方禮向垂直于受店壓的平面麥3．總壓力步的作用點(diǎn)（1）公式壇——爪受壓面對(duì)平群行于其軸的形心軸肝的慣性矩；按——紹受壓面對(duì)平捷行于充軸的形心軸撒的慣性積。衰——們總壓力作用撤點(diǎn)到揮軸的距離；離——市總壓力作用鄉(xiāng)點(diǎn)到亮軸的距離；瘋——賓受壓面形心憲到監(jiān)軸的距離；川——憲受壓面形心失到內(nèi)軸的距離；參（2）暈公式推導(dǎo)向合力矩定理宗：合力對(duì)某漁軸的矩等于漿各分力對(duì)同苗一軸的矩的恐代數(shù)和。召將順代入上式得掀涂乎同理：姓將棕代入上式得議（二）圖算殃法探1．壓強(qiáng)分胖布圖館對(duì)于通大氣伶的開敞容器扇，液體的相網(wǎng)對(duì)壓強(qiáng)沿水洪深直線分布是，把上、下阻兩點(diǎn)的壓強(qiáng)給用線段繪出輝，中間以直濾線相連，就渣得到相對(duì)壓東強(qiáng)分布圖。2．圖算法步驟：菜①斧先繪出壓羅強(qiáng)分布圖；?、谠罂倝毫穑W為矩形寬度漢，慘為壓強(qiáng)分布廁圖的面積；悅③吩總壓力作櫻用線通過壓玻強(qiáng)分布圖的鼓形心，作用林線與受壓面塵的交點(diǎn)為作歉用點(diǎn)。攜2.6付液體作濫用在曲面上東的總壓力虛各點(diǎn)壓強(qiáng)大培?。捍笮〔缓说忍鼽c(diǎn)壓強(qiáng)方已向：方向不座同扯一、曲面上仰的總壓力儉1．基本公伴式：總壓力免總壓猛力作用線與斧水平面夾角兩：預(yù)——政曲面的鉛垂覆投影面積；慕——梯投影面小的淹沒深度岸；柏——彈投影面塑形心點(diǎn)的壓嘗強(qiáng)。燭過滅作用線（通禾過發(fā)壓強(qiáng)分布圖剖形心）和上作用線（通噴過壓力體的膽形心）的交剖點(diǎn)，作與水鳴平面成配角的直線就香是總壓力作辛用線，該線姿與曲面的交碰點(diǎn)即為總壓晚力作用點(diǎn)。2．推導(dǎo)發(fā)如上圖：取寨條形微元E備F，因各微廉元上的甜dP激方向不同，銳所以不能直墨接積分求作向用在曲面上圾的總壓力。飄將殿dP珍分解分水平畫分力和鉛垂壘分力紗——?jiǎng)F在鉛垂慧投影面上的殖投影插——豪EF在水平剖投影面上的延投影樹協(xié)表明：作用國在曲面上的分水平分力等饅于受壓面形條心處的相對(duì)駱壓強(qiáng)遺pC-p0霞與其在垂直畏坐標(biāo)面oy殼z的投影面蓋積跨Ax璃的乘積。域表明：液體盞作用在曲面吩上總壓力的殃鉛垂分力等跨于壓力體的獅重哄量。作用在給曲面上的垂雀直分力等于檔壓力體的液劍體重力瑞。二、壓力體類——載積分航表示的幾何巾體積。為曲暮面到自由液敬面（或自由精液面的延伸桶面）之間的赤鉛垂柱體。拒1．壓力體車的組成川①顛受壓曲面著（壓力體的溪底面）；避②株自由液面態(tài)或自由液面篇的延長面（垮壓力體的頂詢面）；日③伸由受壓曲柿面邊界向自申由液面或自相由液面的延彩長面所作的弱鉛垂柱面（乎壓力體的側(cè)抬面）。流2．壓力體拜的三種界定泡情況給①獵實(shí)壓力體長——已壓力體和液科體在曲面A途B同側(cè)，如閃同壓力體內(nèi)揭實(shí)有液體。暑方向向下塞②盾虛壓力體幫——仙壓力體和液砍體在曲面A逗B異側(cè)，其亡上底面為自排由液面的延災(zāi)伸面，壓力御體內(nèi)虛空，腐方向向上舟③算壓力體迭查加方——位水平投影重喚迭的曲面，催分開定壓力副體，然后相壁迭加。盤倦適駁障三、液體作歡用在潛體和新浮體上的總圍壓力（一）潛體隸——鼓全部浸入液妖體中的物體趟。潛體表面撒是封閉曲面掌。刪1．水平分店力，監(jiān)坐標(biāo)企方向是任意瓣選定的，所適以液體作用拾在潛體上總斤壓力的水平彼分力為零。格2．福鉛垂分力句屑方向向下促方向錘向上統(tǒng)即召方向與坐標(biāo)壘OZ方向相撓反，即浮力幟。（二）浮體趕——奸部分浸入液政體中的物體嗚。怠將液面以下肺部分看成封絲閉曲面，同珍潛體一樣：，廉總結(jié)：液體至作用于潛體朵（或浮體）紹上的總壓力亡，只有鉛垂勺向上的浮力矮，大小等于若所排開的液適體重量，作飲用線通過潛機(jī)體的幾何中黨心勇——矩阿基米德原訴理。線浮體：油W<拍r踐gV捆，物體上升成，浮出液體笛表面。毯潛體：布W=霉r肌gV宋，物體在液農(nóng)體中到處處股于平衡狀態(tài)很。轉(zhuǎn)沉體：禮W>睬r毒gV寫，物體下沉拌，直至液體錢底部。竊第三章霞流體運(yùn)動(dòng)學(xué)合3.1周流體運(yùn)循動(dòng)的描述誤描述流體運(yùn)司動(dòng)有兩種方忽法：拉格朗理日法（法國襖數(shù)學(xué)家，天練文學(xué)家）和雖歐拉法。駛一、拉格朗哈日法拐1．方法概槐要控炒著眼于流體布各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)秀動(dòng)情況，研恢究各質(zhì)點(diǎn)的頭運(yùn)動(dòng)歷程，慌通過綜合所河有被研究流企體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)藏動(dòng)情況來獲碑得整個(gè)流體帆運(yùn)動(dòng)的規(guī)律未。布流體運(yùn)動(dòng)模橫型：把流體來的運(yùn)動(dòng)看做裹是無數(shù)個(gè)質(zhì)籃點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的總匹和，并以個(gè)剛別質(zhì)點(diǎn)作為牧對(duì)象加以描惑述，將各個(gè)妥質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)痕匯總就得到坡整個(gè)流動(dòng)。源2怨．研究對(duì)象裕：流體質(zhì)點(diǎn)河3．運(yùn)動(dòng)描予述考流體質(zhì)點(diǎn)坐小標(biāo)：溝仇（質(zhì)點(diǎn)的位上移是起始坐淋標(biāo)和時(shí)間變迫量的連續(xù)函唇數(shù)）泄——截拉格朗日變緣數(shù)，當(dāng)研究符某一接定的懸流體質(zhì)點(diǎn)時(shí)莫，齊是常數(shù)?？兞黧w質(zhì)點(diǎn)速窗度：（將上燙式對(duì)時(shí)間求虎一階偏導(dǎo)數(shù)鵲得該質(zhì)點(diǎn)的區(qū)速度）有流體質(zhì)點(diǎn)加礦速度：（求渣二階偏導(dǎo)數(shù)序得該質(zhì)點(diǎn)的孕加速度）擠缺點(diǎn)：流體弟質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)域軌跡很復(fù)雜悅，這種方法梯描述在數(shù)學(xué)襪上存在困難壓，實(shí)用上也僅不需要了解漫質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的痰全過程，所幸以該法不太截常用，本書模后敘內(nèi)容均墻屬歐拉法。二、歐拉法讀1．方法概你要作流場(chǎng)：充滿抱運(yùn)動(dòng)流體的鹽空間。宇宰璃著眼于流樂場(chǎng)中各空間昨點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)粉情況，通過均綜合流場(chǎng)中呈所有被研究任空間點(diǎn)上流繳體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)父動(dòng)變化規(guī)律冠，來獲得整披個(gè)流場(chǎng)的運(yùn)甲動(dòng)特性。運(yùn)2仙．研究對(duì)象質(zhì)：纏流場(chǎng)接3．運(yùn)動(dòng)描摸述流速場(chǎng)：壓強(qiáng)場(chǎng)：密度場(chǎng)：悠其他物理量陶（N）場(chǎng)：越乖三、流體質(zhì)唱點(diǎn)的加速度呀，質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)撲以下為針對(duì)莊歐拉法加速度：賤求質(zhì)點(diǎn)的加脾速度，就是梳這個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿毫程速度的變雨化，這樣，碑中坐標(biāo)侍是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)桂軌跡上的空文間點(diǎn)坐標(biāo)，田不能視為常胖?jǐn)?shù)，而是患的函數(shù)，因算此，加速度印需按復(fù)合函蓮數(shù)求導(dǎo)法則壇導(dǎo)出：分量形式：慚上式也可表鴨示為：字稠——析因速度場(chǎng)隨南時(shí)間變化引雜起的加速度甘，稱為當(dāng)?shù)匾兰铀俣然驎r(shí)飛變加速度；鎖——預(yù)速度場(chǎng)因位滑置變化引起叮的加速度，岸稱為遷移加根速度或位變勇加速度。巨三、兩種方叢法的比較霉狹拉格朗日法礦悠最搞莫鄭肢退晝效歐拉法塵分別描述有黃限質(zhì)點(diǎn)的軌優(yōu)跡俱訊計(jì)同杏時(shí)描述所有緩質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)術(shù)參數(shù)皇表達(dá)式復(fù)雜萌段櫻猴辱唐淚表達(dá)式簡(jiǎn)單資不能直接反旗映參數(shù)的空關(guān)間分布扇疾濟(jì)直接字反映參數(shù)的洲空間分布疑不適合描述然流體微元的遼運(yùn)動(dòng)變形特蕩性條適合描述疫流體微元的掛運(yùn)動(dòng)變形特轉(zhuǎn)性址炎拉格朗日觀兼點(diǎn)是重要的心彩木流機(jī)體力學(xué)最常商用的解析方骨法碧3.2材歐拉法像的基本概念繪一、流動(dòng)的囑分類妄1．按照流良體性質(zhì)分：似理想流體的央流動(dòng)和粘性革流體的流動(dòng)淺不可壓縮流青體的流動(dòng)和嘴不可壓縮流年體的流動(dòng)韻2．按照流學(xué)動(dòng)狀態(tài)分：診恒定流動(dòng)和扇非恒定流動(dòng)停有旋流動(dòng)和龜無旋流動(dòng)雷層流流動(dòng)和爺紊流流動(dòng)隆3．按照流耐動(dòng)空間的坐新標(biāo)數(shù)目分：斑一維流動(dòng)、總二維流動(dòng)和瞞三維流動(dòng)畏簡(jiǎn)述幾種流絡(luò)動(dòng)：在1．恒定流稍和非恒定流五恒定流橡——惹流動(dòng)參量不求隨時(shí)間變化像的流動(dòng)。龜特點(diǎn)：流場(chǎng)辯內(nèi)的速度、具壓強(qiáng)、密度旺等參量只是煌坐標(biāo)的函數(shù)海，而與時(shí)間排無關(guān)。左非恒定流申——筆流動(dòng)參量隨魂時(shí)間變化的墨流動(dòng)。馬特點(diǎn)：流場(chǎng)李內(nèi)的速度、算壓強(qiáng)、密度棕等參量不僅道是坐標(biāo)的函特?cái)?shù)，而且與曾時(shí)間有關(guān)。袖2．一維流那動(dòng)、二維流金動(dòng)和三維流況動(dòng)①定義另——鄉(xiāng)流動(dòng)參量是佳幾個(gè)坐標(biāo)變堡量（和時(shí)間啊變量）的函拌數(shù)，即為幾擦維流動(dòng)。毫一維流動(dòng)免甜翁甲知二維流動(dòng)版旱掉三維流動(dòng)像箏箭②妻辨實(shí)際流體力感學(xué)問題均為獵三元流動(dòng)。培工程中一般乳根據(jù)具體情療況加以簡(jiǎn)化境。振彈3．均勻流于和非均勻流犬均勻流摘——蹈質(zhì)點(diǎn)的遷移鋼加速度為零閱的流動(dòng)。即陶=0濫非均勻流仿——懼0堪二、流線（滴和跡線）（一）流線1．定義稀——頓在同一瞬間西，位于某條衫線上每一個(gè)絨流體微團(tuán)的治速度矢量都翅與此線在該跟點(diǎn)的切線重繞合，則這條典線稱為流線荒。適于歐拉洽方法。腫2．流線微棄分方程效微分方程：晃取微元線段即：拿因流線是對(duì)仁同一時(shí)刻而鑒言，所以微目分方程中，圾時(shí)間陵是參變量，狐在積分求流櫻線方程時(shí)將暖做為常數(shù)。針3．流線的園性質(zhì)同流線彼此不膠能相交。（植一些特殊點(diǎn)欲相交，如駐擊點(diǎn)，相切點(diǎn)枕、奇點(diǎn)，圖欄點(diǎn)）爺駐點(diǎn)披——裹加速度為零漸的點(diǎn)炒奇點(diǎn)辣——魚速度無窮大穗的點(diǎn)巡（2）流線湖是一條光滑帥的曲線，不航可能出現(xiàn)折框點(diǎn)。胖（3）均勻技流動(dòng)時(shí)流線跳形狀不變，肥非均勻流動(dòng)驢時(shí)流線形狀晃發(fā)生變化。留（恒定流流遮線的形狀和揀位置不隨時(shí)晉間變化；非南恒定流流線剖隨時(shí)間變化徹。等均勻流流線泄是相互平行腎的進(jìn)線，且投同一流線上醉各點(diǎn)的流速柜相等。）（二）跡線1．定義——晨流體質(zhì)點(diǎn)在紋某一時(shí)段的諒動(dòng)運(yùn)軌跡。剖是拉格朗日頁方法研究的決內(nèi)容。順由運(yùn)動(dòng)方程售率得到跡干線的微分方僵程販討論：在恒條定流中，流蝕線不隨時(shí)間守變化，流線槽上的質(zhì)點(diǎn)沿吊流線運(yùn)動(dòng)，浩此時(shí)流線和氣跡線在幾何晴上是一致的箱，兩者重合曠。非三、流管、懷過流斷面、很元流和總流麗1．流管、個(gè)流束雜流管卡——部在流場(chǎng)內(nèi)任蝴意作一封閉丙曲線（不是酒流線），通近過封閉曲線投上所有各點(diǎn)蘆作流線，所闖形成的一個(gè)燃封閉的管狀斗曲面稱為流味管。踩流束顆——類流管內(nèi)部的勝流體稱為流困束。鄰（封閉曲線鏈無限小時(shí)所排形成的流管殊為微元流管邪，微元流管國的極限為流柜線。）坦討論：流體腎不能由流管胳壁出入；恒箏定流流管、惱流束的形狀腿不隨時(shí)間變偽化。鴉2．過流斷忌面木過流斷面妥——津在流束上作隨出的與流線趟正交的橫斷鐵面。衛(wèi)討論：過流暗斷面只有在待流線相互平梢行的均勻流毅段才是平面師，其它的都梯是曲面?？?．元流和役總流聚元流色——供過流斷面無續(xù)了限小的流犯束；幾何特浩征與流線相之同。斷面上范各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)桂參數(shù)（如愧均相同。離總流瞇——摟過流斷面粗拘限大小的流峰束，由無數(shù)政元流構(gòu)成，滋斷面上各點(diǎn)彩的運(yùn)動(dòng)參數(shù)披一般情況下?lián)舨幌嗤?。貪四、流量、堤斷面平均流給速1．流量鄉(xiāng)——分單位時(shí)通過籃某一過流斷攪面的流體量航稱為該斷面吊的流量。若變通過的量是改體積就是體蹈積流量，簡(jiǎn)拿稱流量；若躁通過的量的悅質(zhì)量，則稱縱為質(zhì)量流量職。疏若以和表示過流斷燒面的微元在附積，則徒體積流量惡都燕質(zhì)量流量救歡仗對(duì)于均勻不叛可壓縮液體妖，有市2．?dāng)嗝嫫揭戮魉夙摗囋O(shè)想過流斷警面上流速匙均勻分布，旅通過的流量防與實(shí)際流量古相同，則纖即為該斷面航平均流速，紋即疫3.3盟連續(xù)性貧方程虛一、連續(xù)性遭微分方程1．公式享——墓速度場(chǎng)的散橡度。2．推導(dǎo)習(xí)本質(zhì)：質(zhì)量格守恒定律池如圖，流體蹈可不受影響賞地通過圖中枝直角六面體擴(kuò)：積時(shí)間控制體賤的總凈流出頸質(zhì)量為市——蘿方向凈流出職質(zhì)量依根據(jù)質(zhì)量守絮恒原理，嫁時(shí)間控制體載的總凈流出露質(zhì)量等于控灣制體內(nèi)由于窮密度變化而扣減小的質(zhì)量慈，即守——圈上式為連續(xù)鄰性微分方程流的一般形式晌。燦——匯速度場(chǎng)的散距度。協(xié)*均質(zhì)拼的不可壓縮習(xí)流體，瓣常數(shù)，則籃價(jià)律或赤二、連續(xù)性港微分方程對(duì)籃總流的積分1．公式封或錦妙液體總流們的連續(xù)性方伍程。2．推導(dǎo)芹設(shè)如圖所示寄為恒定總流鋼控制體，體瓦積為注。斧對(duì)其連續(xù)性雀微分方程積田分有：好——浪體積螞的封閉表面景；叮——巧為點(diǎn)在微元面積誠外法線方向遠(yuǎn)的投影。因祝側(cè)表面上橡，由上式得靠式中飾第一項(xiàng)劈方向與呆外法線方向諒相反，取負(fù)值號(hào)。則泡或藝腎全液體總流的鵲連續(xù)性方程責(zé)。非——獅總流斷面平扮均流速。輛3.4繼流體微幕團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析P59羽第四章跪流體動(dòng)力學(xué)題基礎(chǔ)株4.1復(fù)流體的座運(yùn)動(dòng)微分方災(zāi)程勝一、理想液淹體運(yùn)動(dòng)微分初方程1．公式蹤——森上式為理想單流體運(yùn)動(dòng)微話分方程式（驚歐拉運(yùn)動(dòng)微嘉分方程式）席用向量表示哄2．推導(dǎo)敞理想流體內(nèi)用不存在切應(yīng)幻力，只有壓向強(qiáng)。死如圖理想流籮體微團(tuán)：六尤面體中心點(diǎn)染，速度聲，壓強(qiáng)摧。式化簡(jiǎn)得嫌臂姜同理樂炒巡抱將加速度項(xiàng)籍展成歐拉法蔥表達(dá)式，有鍋——貢上式為理想冊(cè)流體運(yùn)動(dòng)微肢分方程式（慚歐拉運(yùn)動(dòng)微互分方程式）瘦用向量表示定播作二、粘性流途體運(yùn)動(dòng)微分臭方程甜1．粘性流午體的動(dòng)壓強(qiáng)擁粘性流體由轉(zhuǎn)于粘性作用瞇，運(yùn)動(dòng)時(shí)出脅現(xiàn)切應(yīng)力，溉使任一點(diǎn)法阻向應(yīng)力的大拼小，與作用撈面的方位有鉆關(guān)，以應(yīng)力蛋符號(hào)的第一衡個(gè)下角標(biāo)表艘示作用面的價(jià)方位，第二錢個(gè)角標(biāo)表求筍應(yīng)力的方向夢(mèng)。則恐在粘性流體嚼中，把某點(diǎn)難三個(gè)正交面寶上的法向應(yīng)喚力的平均值嗎定義為該點(diǎn)鎮(zhèn)的動(dòng)壓強(qiáng)，才以跟表示，式2．應(yīng)力和凍變形速度的頭關(guān)系獨(dú)3．粘性流陳體運(yùn)動(dòng)微分甩方程雹用向量表示貓惑——獄拉普拉期算淺子。筒4.2幟元流的卸伯努利方程決一、理想流弦體運(yùn)動(dòng)微分素方程的伯努鄉(xiāng)利積分扔不可壓縮理時(shí)想流體在重衫力場(chǎng)中的一往維定常流動(dòng)輝的能量方程漏。1．公式像遲息混造伯努利方程旗物理意義：身不可壓縮理貿(mào)想流體在重疼力場(chǎng)中作恒雪定流動(dòng)時(shí)，蓄沿流線單位株質(zhì)量流體的缺動(dòng)能、位勢(shì)漏能和壓強(qiáng)勢(shì)庫能之和是常司數(shù)。演伯努利方程宇應(yīng)用條件：饒理想流體；濕恒定流動(dòng)；給質(zhì)量力中只設(shè)有重力；沿繳元流（流線毅）；不可壓損縮流體。2．推導(dǎo)哪理想流體運(yùn)丹動(dòng)微分方程中是非線性偏培微分方程組陰，只有特定約條件下的積竟分，其中最楊為著名的是齊伯努利積分框。村由式評(píng)各式分別乘糕以沿流線的參坐標(biāo)增量催，然后相加絨，得敬（罪a隔）押引入限定條霉件：下（1）作用榨在流體上的截質(zhì)量力只有僚重力；反饅妖岸經(jīng)桿惹逃氏紹（潑b搶）肺（2）不可爐壓縮流體，歡恒定流動(dòng)；基霜早倉瞇歷速（袖c名）求（3）恒定廊流流線與跡霉線重合。犁稻藏則別逼霞麻抹希（流d倡）畜將式（興b嶺）（通c扔）（茫d撥）代入式（晚a冠），積分得枕浩蔥飼星伯努利方程龍二、伯努利影方程的物理擾意義和幾何鋸意義混1．物理意孤義式中婦——便單位重量流禽體具有的位悲能（重力勢(shì)丘能）；臨——脖單位重量流朗體具有的壓濤能（壓強(qiáng)勢(shì)剪能）；堵——蜻單位重量流曬體具有的總衫勢(shì)能；較——依單位重量流者體具有的動(dòng)爪能；煮——拉單位重量流縱體具有的機(jī)北械能。詠——截表示理想流葬體的恒定流寧動(dòng)，沿同一乳元流（沿同表一流線），摩單位重量流藥體的機(jī)械能事守恒，又稱蟻為能量方程本。塑2．幾何意食義帳式中各項(xiàng)的焰幾何意義是辭不同的幾何寇度度：威——襲位置高度，扎又稱位置水拌頭；攤——晴測(cè)壓管高度心，又稱壓強(qiáng)名水頭；絡(luò)——評(píng)測(cè)壓管水頭顛；發(fā)——嚷流速高度，鳴又稱流速水渡頭?！偹^健——冷表示理想流林體的恒定流期動(dòng)，沿同一漸元流（沿同竹一流線）各奔斷面的總水偏頭相等，總規(guī)水頭線是水詢平線。否三、粘性流劍體元流的伯萄努利方程番粘性流體運(yùn)井動(dòng)時(shí)產(chǎn)生流攀動(dòng)阻力，使緊流體的一部誤分機(jī)械能轉(zhuǎn)錄化為熱能而數(shù)散失，因此縱，粘性流體般流動(dòng)時(shí)，單汪位重量流體懼具有的機(jī)械棗能沿程不守語恒而是減小型，總水頭線牢不是水平線椒，而是沿程寶下降線。恨設(shè)牙為粘性流體莫元流單位重四量流體由過呀流斷面1-蔽1至2-2宜的機(jī)械能損岔失，則黃費(fèi)粘性液體元?jiǎng)倭鞯牟A(yù)方程式。費(fèi)4.3咱恒定總慨流的伯努利誕方程政一、漸變流架及其性質(zhì)猾漸變流上——晴質(zhì)點(diǎn)的遷移善加速度（位郵變加速度）習(xí)很小，完的流動(dòng)，流擴(kuò)線平行或接才近平行的流宇動(dòng)?？弊兞鳎毫鲌F(tuán)線間相互不鐵平行，有夾嗽角的流動(dòng)。覆漸變流是均礎(chǔ)勻流的寬延飲，均勻流的虜性質(zhì)對(duì)于漸查變流都近似紐成立：濕（1）漸變碗流的過流斷煤面近于平面伶，面上各點(diǎn)紅的速度方向擇近于平行；齡（2）恒定怕漸變流過流嘗斷面上的動(dòng)馳壓強(qiáng)近靜壓斃強(qiáng)的規(guī)律分如布，即傳二、總流的翼伯努利方程1．公式廢雕——副粘性流體總?cè)辛鞯牟伔匠叹峡偭鞯牟永匠踢m用耕條件：恒定墨流動(dòng)；質(zhì)量壽力只有重力骨；不可壓縮稼流體；所取的過流斷面為博漸變流斷面岸；兩斷面間甘無分流和匯值流。即重力馳作用下不可都?jí)嚎s粘性流災(zāi)體恒定流動(dòng)房任意兩緩變被流截面。2．推導(dǎo)頸設(shè)恒定總流評(píng)，如圖，過鏡流斷面1-糟1、2-2債為漸變流斷勻面，面積為沸，在總流內(nèi)活任取元流，速過流斷面的杏微元面積、公位置高度、燈壓強(qiáng)及流速屆分別為劫；獸。是總流是由無跑數(shù)元流構(gòu)成這的，上式對(duì)憶總流進(jìn)流斷胸面積分，便貝得到單位時(shí)哲間通過總流賺兩過流斷面遣的總能量關(guān)偵系拒（怒a是）系懲斤妹截麥鞠呆孝線瞇下面確定三并種類型的積俱分：（1）茶因所取過流素?cái)嗝媸菨u變暑流斷面，仁，則昆業(yè)贏中抬奶戲電（賞b使）（2）之各點(diǎn)值不同，引入銀校正系數(shù)，徒積分按斷面撕平均速度控計(jì)算兔附讀傍溝刃偉撒宅邪紅（退c廁）蛾——睬動(dòng)能校正系幣數(shù)，達(dá)，分布較均脊勻的流動(dòng)鳥=1妻.梨05～1作.配10，常取若=1。（3）工設(shè)儉為總流單位裹重量流體由類斷面1-1配至2-2斷砍面的平均機(jī)熟械能損失，型稱總流的水路頭損失。獵請(qǐng)證摔玉座降住妹夏矩（詠d眾）跟將（辨b秩）、（狀c桿）、（限d搭）代入（深a緊）慘兩斷面間無你分流及匯流拉，預(yù)，并以局除上式，得鼠騎——駕粘性流體總菜流的伯努利辨方程懂三、總流伯坑努利方程的忌物理意度和向幾何意義同總流伯努利址方程的物理耽意度和幾何樸意義同元流石伯努利方程三類似，但需陵注意央“沃平均諒”冬意義。夫——簡(jiǎn)總流過流斷涂面上單位重補(bǔ)量流體的平華均動(dòng)能，平票均流速高度均或流速水頭割；血——徹總流兩斷面策間單位重量隊(duì)流體平均機(jī)究械能損失。四、水頭線葬總水頭線是迫沿程各斷面妹總水頭促的連線。粘河性流體的總?cè)馑^線沿程餓單調(diào)下降，撕下降快最用拼水力坡度獨(dú)表示：截測(cè)壓管水頭孕線是沿程各尼斷面測(cè)壓管外水頭旬的連線。沿賠線可升、可辨降，也可不寨變。其變化設(shè)情況用測(cè)壓騾管水頭線坡彈度被表示：療負(fù)號(hào)使測(cè)壓極管水頭線下殘降時(shí)希為正值，上翻升時(shí)為負(fù)值績。燦五、總流伯璃努利方程應(yīng)貌用的補(bǔ)充論冷述芽1．氣流的捆伯努利方程老（氣體是可炎壓縮流體）雜2．有能量贊輸入或輸出垮的伯努利方斗程咸——齒表示單位重淺量流體通過牙流體機(jī)械（政如水泵）獲研得的機(jī)械能偶，又稱為水籠泵的揚(yáng)程；培——曬表示單位重欠量流體給予舌流體機(jī)械（籠如水輪機(jī)）舅的機(jī)械能，鑰又稱水輪機(jī)仇的作用水頭撕。旨3．兩斷面掠間有分流或制匯流的伯努橡利方程P84梨說明：伯努倡利方程的應(yīng)艇用：賢①命碗皮托管；挪②吊均文丘里管。店4算.4異*非恒凱定總流的伯舞努利方程P85箭4.5擔(dān)恒定總革流的動(dòng)量方夜程裁恒孕定總流的動(dòng)獻(xiàn)量方程勵(lì)投影式莖損恒定總流的門動(dòng)量方程表埋明，作用于便控制體內(nèi)流魔體上的外力完，等于單位右時(shí)間控制體半流出動(dòng)量與覺流入動(dòng)量之嘴差。應(yīng)用條厲件有：恒定員流；過流斷振面為漸變流無斷面；不可挎壓縮流體。竄4炮.6鳳無粘性流體燒的無旋流動(dòng)P93擴(kuò)第五章矛量綱分析和杠相似原理嶼5.1浴量綱分嬸析的意義和裂量綱和諧原蘿理糟一、量綱的知概念乞1．量綱靜——簽物理量的屬鬧性（類別）趕稱為量綱或很因次。番無量旨綱量（純數(shù)拳）惜——匯不具量綱的筐量，如屬。僚群面積的量綱宏表示為幫密度的禽量綱表示為滿鵝2．基本量紐綱與導(dǎo)出量混綱落基本量綱英——表無任何聯(lián)系扣、相互獨(dú)立閃的量綱；具裹有獨(dú)立性、校唯一性加導(dǎo)出量綱旨——猾可以由基本衫量綱導(dǎo)出的拜量綱。禁基本量綱的棚選取在原則湖上并無一定評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)，為丑了應(yīng)用方便盡，并同國際辜單位相一致撞，常采用溉基本量綱系猜，即選取質(zhì)萬量案、長度造、時(shí)間監(jiān)、溫度您為基本量綱匪。萄對(duì)于不可壓廈縮流體運(yùn)動(dòng)椅，則選取點(diǎn)三個(gè)基本量擦綱，則某一梢物理量難的量綱臭都可用三個(gè)銀基本量綱的道指數(shù)乘積形蒙式表示：若稱切量貿(mào)綱公式蛇當(dāng)露時(shí)，為幾何御量；燈時(shí)，為運(yùn)動(dòng)斜學(xué)量；溝時(shí)，為動(dòng)力取學(xué)量。線二、無量綱伐量樸1．無量綱庸量睬——玻量綱公式中陡時(shí)，出，則索為無量綱量脆，即純數(shù)。歌它可由兩個(gè)祝具有相同量咬綱的物理量裝相比得到，爪也可由幾個(gè)章有量綱物理鑄量乘除組合禁，使組合量畏的量綱指數(shù)己為零得到。2．特點(diǎn)照（1）客觀就性濁用有量綱量鴨作過程的自訊變量，計(jì)算校出的因變量丑數(shù)值隨自變側(cè)量選取單位薦的不同而不莖同，而無量黑綱量就不受攻主觀選取單奉位的影響。忘（2）不受展運(yùn)動(dòng)規(guī)模影捆響渣（3）可進(jìn)好行超越函數(shù)賄運(yùn)算累有量綱量只淋能作簡(jiǎn)單的鞠代數(shù)運(yùn)算，孕作對(duì)數(shù)、指熟數(shù)、三角函戒數(shù)運(yùn)算則沒稿有意義，而率無量綱量能毫進(jìn)行超越函次數(shù)運(yùn)算?？袢?、量綱和某諧原理遺——糾凡正確反映悶客觀規(guī)律的樹物理方程，她其各項(xiàng)的量革綱一定是一瑞致的。貧理解：（1趣）凡正確反側(cè)映客觀規(guī)律堅(jiān)的物理方程霜，一定能表巖示成由無量果綱項(xiàng)組成的逆無量綱方程?。婚L（2）量綱兩和諧原理規(guī)慧定了一個(gè)物善理過程中有蔑關(guān)物理量之計(jì)間的關(guān)系。聚5丘.廟2量綱怒分析法扇量綱分析法晚有兩種：一輪、瑞利法：基適用于比較吩簡(jiǎn)單的問題漢；蘋回兵奉二、氧定理。一、瑞利法股1．基本思加想：妙假定各物理總量之間是指鍋數(shù)形式的乘似積組合。季2．基本原猾理痛用定性物理膜量獵的某種冪次馬之積的函數(shù)渴來表示被決售定的物理量寄。貝寫成量綱式盾罪桶式中，烘k齊為無量綱系壁數(shù)，由試驗(yàn)退確定。么為待定指數(shù)稈，根據(jù)量綱佳一致性原則鋪（量綱和諧廉原理）求出稀。木將量綱式中貓各物理量的痕量綱按式躍表示為基本成量綱的指數(shù)案乘積形式，首并根據(jù)量綱嫩和諧原理，方確定指數(shù)噴，就可得出臺(tái)表達(dá)該物理僚過程的方程依式。耳討論：用瑞襖利法求力學(xué)兵方程，當(dāng)有朱關(guān)物理量不飛超過4個(gè)，剪待求的量綱送指數(shù)不超過秀3個(gè)時(shí)，可擠直接根據(jù)量畝綱和諧條件它，求出各量棚綱指數(shù)，建蜂立方程。所誕以瑞利法一囑般用于影響蘇流動(dòng)的參數(shù)肚個(gè)數(shù)不超過訪3時(shí)較為方柜便。霞當(dāng)有關(guān)物理預(yù)量超過4個(gè)塊時(shí)，則需要做歸并有關(guān)物敞理量或選待依定系數(shù)，以陶求得量綱指冰數(shù)。燭[例]腸截已知管流的博特征流速V婚c云與流體的密揀度剪ρ色、動(dòng)力粘度貝μ落和管徑d有偽關(guān)，試用瑞業(yè)利量綱分析披法建立V圖c赤的公式結(jié)構(gòu)尿。勉解：假定她式中前k惱為無量綱常誼數(shù)。罪將各物理量狹的量綱鎮(zhèn)代入指數(shù)方些程，則得相娃應(yīng)的量綱方鐵程仰：小根據(jù)量綱齊險(xiǎn)次性原理，鬧有蔬解上述三元粘一次方程組撈得：耽，駐則冶啦其中常數(shù)液k斥需由實(shí)驗(yàn)確乖定。制二、親定理（布金演漢定理[泊波金漢定理]遍）騎1．基本原淚理：血如果一個(gè)物賤理過程涉及啦到暫n棕個(gè)物理量嶼,教且公n劣個(gè)變量互為穴函數(shù)關(guān)系，即:祥而這些變量重中含有葵m拼個(gè)基本量綱局，則這個(gè)物聾理過程可以潔由碼n安個(gè)物理量組拌成的剪n-m紋個(gè)無量綱量守（相似準(zhǔn)則斯數(shù)卡p姐i特）的函數(shù)關(guān)臨系來描述，即:曲（無量綱項(xiàng)旱用涼表示，所以寨為處定理）塌2．應(yīng)用步辱驟兼（1）找出有物理過程有者關(guān)的物理量很每；蔥（2）從爹個(gè)物理量中護(hù)選取撲個(gè)基本量，胳不可壓縮流拔體運(yùn)動(dòng)，一響般取源。設(shè)棕為所選基本釘量，由量綱獻(xiàn)公式確有淡滿足基本量拴量綱獨(dú)立條哲件是量綱式衫中的指數(shù)行赤列式不等于片零，即閥對(duì)于不可壓扁縮流體運(yùn)動(dòng)鐵，通常選取執(zhí)速度宋、密度牧、特征長度否為基本量。度（3）基本護(hù)量依次與其惰余物理量組砌成蒼項(xiàng)卷驗(yàn)鉛燥……掀厚（4）滿足僻為無量綱項(xiàng)券，定出各聚項(xiàng)基本量的言指數(shù)嘩；鴨（5）整理概方程式。恒[例]退油實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，螞球形物體在刃粘性流體中懇運(yùn)動(dòng)所受阻你力F蛇D針與球體直徑襪d、球體運(yùn)昌動(dòng)速度v、款流體的密度史ρ隆和動(dòng)力粘度筑μ庫有關(guān)，試用雜π膊定理量綱分好析法建立F禁D奉的公式結(jié)構(gòu)跳。解：假定奇選基本物理爛量君ρ歉、v、d，答根據(jù)巖π傘定理，上式座可變?yōu)槠渲袑?duì)π1：降解上述三元塞一次方程組卵得：其中同理：宵代入杜，并就F館D施解出，可得熊式中袖為繞流阻力派系數(shù)，由實(shí)犬驗(yàn)確定。障三、量綱分穩(wěn)析方法的討瞇論章1．理論基頂?shù)A：量綱和謝諧原理；撕2．量綱和貓諧原理是判澇別經(jīng)驗(yàn)公式盞是否完善的芬基礎(chǔ)；帝3．應(yīng)用量劣綱分析方法膀得到的物理蒙方程式是否智符合客觀規(guī)性律，和所選間的物理量是糖否正確有關(guān)束。要彌補(bǔ)不邊足需要已有惰的理論分析菌和實(shí)驗(yàn)成果難，要依靠研杰究者的經(jīng)驗(yàn)烏和對(duì)流動(dòng)現(xiàn)柄象的觀察認(rèn)繳識(shí)能力。面4．量綱分策析方法是溝哪通流體力學(xué)旁理論和實(shí)驗(yàn)暈之間的橋梁貴。貓5.秤3相似謠理論基礎(chǔ)略三類表征流歸動(dòng)過程的物什理量：流場(chǎng)招的幾何形狀削慰需擇稱蛾流體微團(tuán)的猛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)怒流體微團(tuán)的飼動(dòng)力性質(zhì)品現(xiàn)代許多工跑程，由于流沫動(dòng)情況復(fù)雜吩，無法直接迷應(yīng)用基本方內(nèi)程式求解，景而有賴于實(shí)凱驗(yàn)研究。而趣大多數(shù)實(shí)驗(yàn)彩是在模型上弄進(jìn)行的（模覆型是指與原傘型有同樣的威運(yùn)動(dòng)規(guī)律，四各運(yùn)動(dòng)參數(shù)風(fēng)存在固定比仙例關(guān)系的縮懸小物），有逐效模型（模狗型與原型有懶同樣的流動(dòng)冊(cè)規(guī)律）。相貿(mào)似理論就是建研究相似現(xiàn)篇象之間的聯(lián)線系的理論，該是模型試驗(yàn)字的理論基礎(chǔ)懂?？恳?、相似概寨念狼流體力學(xué)相裳似擴(kuò)展為以朽下四方面內(nèi)屑容：刊1．幾何相蕩似碰——迷兩個(gè)流動(dòng)（童原型和模型離）流場(chǎng)的幾土何形狀相似罰，即相應(yīng)的烘線段長度成奔比例，夾角留相等。如以務(wù)角標(biāo)屆表示原型，鬼表示模型，采則有衡懼為長度比尺課面積比尺身罷體積比尺氧貪2．運(yùn)動(dòng)相備似幣——債指兩個(gè)流動(dòng)銀相應(yīng)點(diǎn)速度已方向相同，銅大小成比例慎，即弊速度比例尺駛兆時(shí)間比例尺壺郊戀衫棵將看代入上式有廚氧——差進(jìn)間比尺，費(fèi)滿足運(yùn)動(dòng)相嶼似應(yīng)有固定鄉(xiāng)的長度比尺奉和時(shí)間比尺途。秧加速度猶比例尺熱澡3．動(dòng)力相安似螞——理指兩個(gè)流動(dòng)予相應(yīng)點(diǎn)處質(zhì)不受同名力作紋用，力的方要向相同，大沿小成比例。孟如某一流體耗運(yùn)動(dòng)的作用貢力主要有T改，G，P，已T肢w沾和I等力，殖則解4．邊界條泳件和初始條嘗件相似鋼二、相似準(zhǔn)篇?jiǎng)t（P12臨0）爬——濕各項(xiàng)比尺須吳符合一定的桃約束關(guān)系，社這種約束關(guān)化系稱為相似螞準(zhǔn)則。寸1．由動(dòng)力撓相似的定義項(xiàng)推導(dǎo)相似準(zhǔn)半則的（1）雷諾雪準(zhǔn)則雞袋（2）弗勞捉德準(zhǔn)則狐塘（3）歐拉矛準(zhǔn)則貿(mào)巷（4）韋伯?dāng)z準(zhǔn)則袋2．由運(yùn)動(dòng)診微分方程推連導(dǎo)相似準(zhǔn)則處3．由量綱霞分析方法推腐導(dǎo)相似準(zhǔn)則爬5.4舟模型實(shí)成驗(yàn)芹自學(xué)P12當(dāng)2。話第六章貌流動(dòng)阻力和秋水頭損失強(qiáng)6.1傍流動(dòng)阻趙力和水頭損己失的分類毅一、水頭損培失的分類與包計(jì)算逼沿程阻力（流摩擦阻力）驚——拐在邊壁沿程習(xí)無變化（邊秘壁形狀、尺純寸、過流方鳳向均無變化堪）的均勻流革流段上，產(chǎn)廣生的流動(dòng)阻撕力。密沿程水頭損聰失竄——救由于沿程阻株力作功而引踢起的水頭損艦失。它與流墓段的長度成雙比例，又稱角長度損失，艘以序表示。（發(fā)隙生在緩變流紗整個(gè)流程中碑的能量損失蠢，由流體的喂粘滯力造成半的損失。）吃——閥單位重力流雄體的沿程能辣量損失；殺含——灶沿程損失系啟數(shù)；瀉尸形——睡管道內(nèi)徑；然——晚單位重力流捏體的動(dòng)壓頭飾（速度水頭巴）。矮局部阻力夢(mèng)——停在邊壁沿程儲(chǔ)急劇變化，魔流速分布發(fā)脈生變化的局撿部區(qū)段上集衛(wèi)中產(chǎn)生的流值動(dòng)阻力。良局部水頭損服失愚——呆由局部阻力版引起的水頭脾損失。發(fā)生葉在管道入口蛋、異徑管、聽彎管、三通六、閥門等各殘種管件處的才水頭損失等地。以政表示。（發(fā)矩生在流動(dòng)狀境態(tài)急劇變化此的急變流中慮的能量損失犁，即在管件盆附近的局部萍范圍內(nèi)主要援由流體微團(tuán)按的碰撞、流嗓體中產(chǎn)生的蠶漩渦等造成古的損失。）攪造皆智公式：魯朱適——舊單位重力流慚體的局部能齊量損失；殘固——拴單位重力流協(xié)體的動(dòng)壓頭沸（速度水頭移）；物——衡局部水頭損忌失系數(shù)，由司實(shí)驗(yàn)確定；在竭——擴(kuò)對(duì)應(yīng)的斷面饒平均流速。擇二、總能量另損失煮整個(gè)管道的控能量損失是錯(cuò)分段計(jì)算出振的能量損失應(yīng)的疊加。潔——唱總能量損失絨。膨氣體管道的蝦機(jī)械能損失孔用壓強(qiáng)損失萬計(jì)算，壓強(qiáng)頂損失同水頭梯損失的關(guān)系蕉為：擠6植.先2粘檔性流體的兩句種流態(tài)萄一、兩種流紋態(tài)獅1．雷諾實(shí)乏驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：店層流：整個(gè)音流場(chǎng)呈一簇額互相平行的般流線。著色武流束為一條貌明晰細(xì)小的醋直線。剃過渡狀態(tài)：蟲流體質(zhì)點(diǎn)的義運(yùn)動(dòng)處于不以穩(wěn)定狀態(tài)。廈著色流束開跳始振蕩。胞紊流：流體爺質(zhì)點(diǎn)作復(fù)雜金的無規(guī)則的蛙運(yùn)動(dòng)。著色烤流束與周圍屠流體相混，遺顏色擴(kuò)散至劇整個(gè)玻璃管拴。舌2．兩種流枯動(dòng)狀態(tài)的判擊定償（1）實(shí)驗(yàn)義發(fā)現(xiàn)流動(dòng)較穩(wěn)定流動(dòng)不穩(wěn)定校（2）臨界腔流速子——疲下臨界流速和—施—索上臨界流速層流：不穩(wěn)定流：紊流：咱結(jié)論：劃由紊流轉(zhuǎn)變班為層流的流港速面（下臨界流蠢速）小于由抓層流轉(zhuǎn)變?yōu)閽晡闪鞯牧魉倬郑ㄉ吓R界流姐速），且繪受起始擾動(dòng)只影響很大，園穩(wěn)定，不受裙起始擾動(dòng)影廊響。榆實(shí)際流動(dòng)中拴，擾動(dòng)難以畫避免，實(shí)用袖上把下臨界腿流速請(qǐng)做為流態(tài)轉(zhuǎn)勒變的臨界流壁速：削層鵲流喉紊影流降試驗(yàn)得出：斤層流沿程水因頭損失與流快速的1次方鹽成比例，盒目侍紊流沿程水四頭損失與流弱速的1姨.75闊～累2.0件次方成比例息，二、雷諾數(shù)正1．圓管流完雷諾數(shù)快友雷諾實(shí)驗(yàn)發(fā)搞現(xiàn)：臨界流梅速腎與流體的粘蕉度哭成正比，與雨流體的密度蓮和管徑揮成反比，即頂鞭肢或?qū)懗傻缺媸綔\——遠(yuǎn)下臨界雷諾手?jǐn)?shù)（臨界雷暴諾數(shù)）；是世比例常數(shù)，遷是不隨管徑貓大小和流體航物性變化的峰無量綱數(shù)，積浩——艱運(yùn)動(dòng)粘度。核實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)臨姿界雷諾數(shù)穩(wěn)熱定在200也0左右，姓得到公論。遇用臨界雷諾朱數(shù)判別流態(tài)筍：嶼（1）計(jì)算碎嚴(yán)（2）將計(jì)殼算值與膽比較便可視協(xié)趁餡蘿陰探流動(dòng)為層流合緞流動(dòng)是紊流淘嘩流動(dòng)是臨界辦流栽2．非圓通到道雷諾數(shù)怖對(duì)于明渠水肝流和非圓斷多面管流，需欺引用一個(gè)綜膏合反映斷面名大小和幾何基形狀對(duì)流動(dòng)嶼影響的特征幣長度來代替奴圓管雷諾數(shù)震中的直徑民，即水力半坑徑炒式中犯——砌水力半徑；瘋——問過流斷面面列積；赴——忍過流斷面上皂流體與固體齡壁面接觸的背周界，稱為皇濕周。甩以水力半徑蹤R為特征長伸度，相應(yīng)的黑臨界雷諾數(shù)及為島。兩3．雷諾數(shù)揉的物理意義嫂物理意義：賣以宏觀特征貪量表征的，致質(zhì)點(diǎn)所受慣燒性作用和粘袍性作用之比棄。當(dāng)做，流動(dòng)受粘貸性作用控制賀，為層流；慕隨著R役e怨增大，粘性舉作用減弱，石慣性對(duì)紊動(dòng)耍的激勵(lì)作用水增強(qiáng)，到摘時(shí)，流動(dòng)受培慣性作用控敲制，流動(dòng)轉(zhuǎn)乏為紊流。懇6.3料疏沿程水頭叔損失與剪應(yīng)饑力的關(guān)系成一、均勻流超動(dòng)方程式蔽如圖，由力稠平衡得：描贈(zèng)圖以少除式中各項(xiàng)育，整理得：妹列1-1，賊2-2斷面便伯努利方程紀(jì)，得到所以罷瞎稿其狼（a）呢上式為均勻造流動(dòng)方程式成，給出了圓豬管均勻流沿賀程水頭損失慧與剪應(yīng)力的惕關(guān)系。股二、圓管過細(xì)流斷面上剪崖應(yīng)力分布販采作上述相余同推導(dǎo)方法割，得出流束晉的均勻流動(dòng)趟方程式為：卡虎厚偉李完緊潤（端b桶）兆——仍所取流束的爺水力半徑貸——漁所取流束的嚇?biāo)ζ露?，鼠與總流的水門力坡度相等慣，額將稱及陸分別代入式液（沿a壞）（領(lǐng)b糧），得變即圓管均勻端流過流斷面雙上切應(yīng)力呈喪直線分布，漲管軸處徒，管壁處切話應(yīng)力達(dá)最大拳值遵。暢三、阻力速妙度嘩下面推導(dǎo)沿顧程摩阻系數(shù)圣和壁面剪應(yīng)環(huán)力的關(guān)系。撈將遵代入均勻流浩動(dòng)方程式纖中，整理得衫墨農(nóng)委定義雨，為有速度渡的量綱，喝，稱為阻力信速度。則身預(yù)評(píng)靜為沿程迷摩阻系數(shù)和罰壁面切應(yīng)力疼的關(guān)系式。茶6.4膏堡圓管中的層興流運(yùn)動(dòng)改層流常見于金很強(qiáng)的管道組流動(dòng)，或者確低速、高粘惡流體的管道俱流動(dòng)。如阻牌尼管、潤滑寫油管、原油常輸油管道內(nèi)急的流動(dòng)等。山一、流動(dòng)特園征確整個(gè)管流如倚同無數(shù)薄壁嚇圓管一個(gè)套屋著一個(gè)滑動(dòng)凡，與管壁接肅觸的一層速庸度為零，管董軸線上速度禍最大。革各流層間切居應(yīng)力服從牛潮頓內(nèi)摩擦定環(huán)律，即廟碰癥二、流速分雙布朗將式泄代入肆中得媽分離變量免廣其中釀和跌都為常數(shù)，塵在均勻流過叫流斷面上J酬也是常數(shù)，胡積分上式得搜虹京過流斷面上甘流速分布表稿達(dá)式（為拋爐物線方程）結(jié)時(shí)得再疾流量財(cái)我武平均流速屑推流速分布不廊均，其動(dòng)能防校正系數(shù)為請(qǐng)州動(dòng)量校正系寇數(shù)為知賞三、沿程水領(lǐng)頭損失計(jì)算盜以荷代入式糧中得：炮雹改寫為通用勢(shì)的達(dá)西公式姥的形式：賢沿程摩阻系乳數(shù)：峰表芽明驚的函數(shù)，與雷管壁粗糙無柜關(guān)。薪6.5歷紊流運(yùn)濾動(dòng)協(xié)紊流運(yùn)動(dòng)：利流體質(zhì)點(diǎn)相濃互摻混，作踏無定向、無覆規(guī)則的運(yùn)動(dòng)趁，運(yùn)動(dòng)在時(shí)黨間和空間都采是具有隨機(jī)侵性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)徹,屬于非定印常流動(dòng)。麻圓管中紊流兇的區(qū)劃：1斯、粘性底層卷區(qū)組2、紊流充造分發(fā)展的中汽心區(qū)鋤3、由粘性抓底層區(qū)到紊獸流充分發(fā)展策的中心區(qū)的旨過渡區(qū)釀水力光滑與勒水力粗糙：掙粘性底層厚鼠度：念渴管壁的粗糙屢凸出的平均應(yīng)高度：唱朽水力光滑：饅泥紊流區(qū)域完扭全感受不到愿管壁粗糙度浸的影響。夜流香水力粗糙：睜乎管壁的粗糙瘦凸出部分有率一部分暴露扔在紊流區(qū)中子，管壁粗糙敬度紊流流動(dòng)逗發(fā)生影響。顆一、紊流的裁特性與時(shí)均揀化走1．紊流的腳特性扯質(zhì)點(diǎn)摻混砌——筐流體質(zhì)點(diǎn)在柳流動(dòng)過程中蛾不斷相互摻蘆混。介紊流脈動(dòng)俘——好質(zhì)點(diǎn)摻混使玉得空間各點(diǎn)等的速度隨時(shí)魚間無規(guī)則地爬變化，與之淡相關(guān)聯(lián)，壓識(shí)強(qiáng)、濃度等泳量也隨時(shí)間每無規(guī)則地變郵化，這種現(xiàn)祖象稱為紊流罪脈動(dòng)。篇2．紊流運(yùn)報(bào)動(dòng)的時(shí)均化蜘時(shí)均值食——忽在時(shí)間間隔醋D闖t宋內(nèi)某一流動(dòng)鞠參量的平均槽值稱為該流望動(dòng)參量的時(shí)她均值。敏脈動(dòng)值撐——波某一流動(dòng)參歪量的瞬時(shí)值董與時(shí)均值之后差，稱為該挎流動(dòng)參量的訓(xùn)脈動(dòng)值。池瞬時(shí)值擋悟婚（速度）澆幣困（壓強(qiáng)）我時(shí)均值捧環(huán)梨余脈動(dòng)值糟掩肅埋努（時(shí)均定常宇流動(dòng)骨——惕空間各點(diǎn)的搬時(shí)均值不隨烈時(shí)間改變的桶紊流流動(dòng)稱蜻為時(shí)均定常蝦流動(dòng)，或定獻(xiàn)常流動(dòng)、準(zhǔn)偷定常流動(dòng)。桑）秤（1）流運(yùn)找速度踐方向的時(shí)均胞流速甲——赴對(duì)某一時(shí)段練T的平均值問；遇，它與T的椅長短無關(guān)，財(cái)即為該點(diǎn)酒方向的時(shí)均齒流速。鬼瞬時(shí)流速竭——灰時(shí)均流速與猶脈動(dòng)流速迭零加；恐。最脈動(dòng)流速背時(shí)大時(shí)小，既時(shí)正時(shí)負(fù)。剪在時(shí)段T內(nèi)主，脈動(dòng)流速源的時(shí)均值為帶零，陜。錯(cuò)紊流速度不針僅在流動(dòng)方朵向上存在脈乞動(dòng)，同時(shí)存難在橫向脈動(dòng)甚，同理，費(fèi)，抬脈動(dòng)流速均雀方值不為零皇——紊流度——擔(dān)流體力學(xué)中恩三種流速：堵瞬時(shí)流速賢——疼流體通過某束空間點(diǎn)的實(shí)游際流速，在鋤紊流狀態(tài)下稠隨時(shí)間脈動(dòng)疾。搬時(shí)均流速維——戴某一空間點(diǎn)箏的瞬時(shí)流速偶在時(shí)段T內(nèi)拖的時(shí)間平均童值；奮。謀平均流速癢——呀過流斷面上穗各點(diǎn)的流速棚（紊流是時(shí)閃均流速）的缺斷面平均值狡，奉。（2）壓強(qiáng)告紊流的壓強(qiáng)靜也同樣處理駐，即笑洞凳舟卡歌宮二、紊流的榆剪應(yīng)力刊1．紊流的旅剪應(yīng)力諷紊流按時(shí)均踩化方法分解朽為時(shí)均流動(dòng)銜和脈動(dòng)流動(dòng)革的迭加，前硬者產(chǎn)生粘性孫切應(yīng)力，符半合牛頓內(nèi)摩酬擦定律獵因紊流脈動(dòng)喉（液體質(zhì)點(diǎn)電的脈動(dòng)導(dǎo)致右了質(zhì)量交換疾，形成了動(dòng)遞量交換和質(zhì)洗點(diǎn)混摻，從皇而在液層交偶界面上產(chǎn)生講了紊流附加湯切應(yīng)力），藝產(chǎn)生的附加牲切應(yīng)力（雷池諾應(yīng)力）的為脈動(dòng)流速賓乘積的時(shí)均鄰值，維異號(hào)，式前冬加一負(fù)號(hào)。婦所以污抗2．半經(jīng)驗(yàn)吉理論殿混合長度理逃論得到的壁拳面附近紊流吩速度分布一技般公式恢三、粘性底躁層例粘性底層玉——澡粘性流體在鹽圓管中紊流灘流動(dòng)時(shí)，緊找貼固體壁面電有一層很薄比的流體，受聲壁面的限制默，脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)像幾乎完全消觸失，粘滯起綢主導(dǎo)作用，得基本保持著堅(jiān)層流狀態(tài)，遇這一薄層稱峰為粘性底層閣。巧其厚度蹦不到1揪mm,慘且隨雷諾數(shù)予R衣e木增大而減小冊(cè)。拒在粘性底層扁內(nèi)，切應(yīng)力熔取壁面切應(yīng)筑力肚，則皆上兩式表明孕流速按線性出分布，在壁渾布流速為零頓。杯6.6千紊流的給沿程水頭損灶失所圓管的沿程雹損失:層流:紊流:旦的求得：秒一是在實(shí)驗(yàn)浪的基礎(chǔ)上提困出某些假設(shè)五，通過實(shí)驗(yàn)塌獲得計(jì)算紊研流沿程損失典系數(shù)薯λ銳的半經(jīng)驗(yàn)公百式或經(jīng)驗(yàn)公框式。代表性妥實(shí)驗(yàn)：尼古唐拉茲實(shí)驗(yàn)、攏莫迪實(shí)驗(yàn)。嫁二是直接根幼據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果舌，綜合成網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)公式培。夕一、尼古拉線茲實(shí)驗(yàn)（略櫻）泉尼古拉茲通桶過實(shí)測(cè)流速半分布，完善硬了由混合長立度理論得到扁的流速分布幫一般公式遷1．沿程摩繩阻系數(shù)販的影響因素債2．沿程摩黨阻系數(shù)的測(cè)僑定和阻力分遺區(qū)圖醋尼古拉茲實(shí)伏驗(yàn)曲線的五歇個(gè)區(qū)域：調(diào)（1）危層流區(qū)（）珠管壁的相對(duì)逼粗糙度對(duì)沿且程損失系數(shù)箭沒有影響。消（2）宿過渡區(qū)（）虎不穩(wěn)定區(qū)域奉，可能是層何流，也可能秩是紊流。暫（3）紊流褲光滑區(qū)銷沿程損失系捉數(shù)袋與相對(duì)粗糙至度無關(guān)，而亂只與雷諾數(shù)駕有關(guān)。捎（4）紊流濃（粗糙管）炮過渡區(qū)綁沿程損失系箏數(shù)兇與相對(duì)粗糙提度和雷諾數(shù)申有關(guān)。貸（侄5注）紊流粗糙亂區(qū)（平方阻四力區(qū)）障二、流速分恨布皆（1）光忘滑平壁面販假設(shè)整個(gè)區(qū)釀?dòng)騼?nèi)亡t興=掛t缸w=夸常數(shù)斬,辨切向應(yīng)力速燭度(摩擦速豪度)漿粘性底層內(nèi)屆虜改煌查粘性動(dòng)底層外季粗縱鑼冊(cè)慢緩典珠尋慚甘戒廚團(tuán)矮際擺百（2）紊倉流光滑區(qū)京相（光滑直管逐）帶速度分布：亞具有與平謎壁近似的公觸式喊光滑管流速糊分布半經(jīng)驗(yàn)宇公式丙最大速度:獨(dú)矛平均速度:吐健其它形式的樣速度分布（州指數(shù)形式）免：載舌克平均速纏度:筍——伏圓管半徑，吵——逗管軸處最大協(xié)流速英(3)紊扭流粗糙區(qū)（罵粗糙直管）韻速度分布：蛇粗糙區(qū)流速羨分布半經(jīng)驗(yàn)員公式根最大速度：尤辮平均速度：躺君三、積的半經(jīng)驗(yàn)公嬌式繪1．光滑區(qū)監(jiān)沿程摩阻系與數(shù)：患2．粗糙區(qū)碌沿程摩阻系杰數(shù)：秤四、阻力區(qū)污的判別延稱為粗糙雷根諾數(shù)，它可她做為阻力分稿區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)際，紊流光滑帖區(qū)榜，紊流粗糙腔區(qū)；畜，紊流過渡扁區(qū)額五、工業(yè)管狡道和柯列勃桌洛克公式帖適用于工業(yè)掩管道紊流過誦渡區(qū)的衰計(jì)算公式：膝薄也可查工業(yè)嶼管道摩阻系敲數(shù)曲線圖，社即穆迪圖（正圖6-17慮），在圖上抖按教和失可直接查聽。徑六、沿程摩吩阻系數(shù)的經(jīng)載驗(yàn)公式參1．布拉修某斯公式西紊流光滑區(qū)住經(jīng)驗(yàn)公式霧談2．希弗林窄松公式級(jí)希弗林松粗破糙區(qū)公式：歐奇3．謝才公視式和謝才系談數(shù)廣——箭謝才系數(shù)；仁——抬水力半徑；立——蝴水力坡度。處1895年樹愛爾蘭工程敘師曼寧提出漲經(jīng)驗(yàn)公式：著七、非圓管僚的沿程損失先與圓形管道練相同之處：樓沿程損失計(jì)疤算公式喚評(píng)雷諾數(shù)計(jì)算轟公式肆吸與圓形管道皂不同之處：夕上面公式中簡(jiǎn)的直徑待d雀需用當(dāng)量直饑徑叮來代替。涌1．當(dāng)量直衛(wèi)徑尋把水力半徑必相等的圓管崗直徑定義為帽非圓管的當(dāng)尸量直徑鋸，即盈勺（當(dāng)量半徑訊為水力半徑哭的4倍）蘋2．幾種非繁圓形管道的歇當(dāng)量直徑計(jì)烈算師①首閣充滿流體的譜矩形管道，邊長為，擁②虜掛充滿流體的暮圓環(huán)形管道鏈，鄉(xiāng)——鵝外徑，葉——擴(kuò)內(nèi)徑瓶③芒柳充滿流體的構(gòu)邊長為芳的方形管，精6誓.7抄喉局部水頭卸損失談一、局部水潑頭損失的一肯般分析遍1．局部水介頭損失產(chǎn)生痛的原因各產(chǎn)生原因：君主要是由流危體的相互碰球撞和形成漩萄渦等原因造剃成。局部阻拋礙越大，旋市渦強(qiáng)度越大馳，局部水頭淹損失越大。鏡在轉(zhuǎn)彎、變齊徑、分岔管伏、量水表、懼控制閘門等延部件和設(shè)備昏處都產(chǎn)生局輛部水頭損失雄。搜2．局部損側(cè)失的計(jì)算撤局部水頭損艱失的計(jì)算公陡式：對(duì)——污對(duì)應(yīng)的斷面膚平均流速，四——奪局部水頭損獵失系數(shù)；冰用分析方法索求得，或由友實(shí)驗(yàn)測(cè)定。刪它與雷諾數(shù)榮R竿e召和邊界情況劉有關(guān)，但是私，因受局部墳阻礙的強(qiáng)烈教擾動(dòng)，局部桂阻礙處的流朋動(dòng)在較小的項(xiàng)雷諾數(shù)時(shí)，采已進(jìn)入阻力咱平方區(qū)。故伏一般情況下節(jié)，岔只決定于局煙部阻礙的形黃狀，與R隸e濁無關(guān)。即：獅，也多由實(shí)飼驗(yàn)確定。窯二、幾種曲呼型的局部損完失系數(shù)餐1．突然擴(kuò)大大管伐如圖：列擴(kuò)鄉(xiāng)前斷面1-然1與紊流脈義動(dòng)已按近均節(jié)勻流正常狀義態(tài)的斷面2遺-2的伯努礎(chǔ)利方程為（機(jī)略去沿程水戀頭損失）：塞烘（咱a秀）恩對(duì)AB、2籍-2斷面及胞側(cè)壁所構(gòu)成乏的控制體，世列流動(dòng)方向租的動(dòng)量方程阻：魔將上式代入若(a)短式中，取組得拋扛餓唐包筍達(dá)公式盞上式表明：賽突然擴(kuò)大管高的局部水頭難損失，等于培以平均速度冤差計(jì)算的流危速水頭。讀為把上式變屠為局部水頭版損失的一般稈表達(dá)式，將刮或掉代入上式得觀當(dāng)流體在淹季沒情況下，小流入斷面很園大的容器時(shí)紐，作為突然坊擴(kuò)大的特例宵，嶼，稱為管道夏的出口損失耍系數(shù)，速度梳水頭完全消三散于容器中予。伯2．突然縮拐小管野（流動(dòng)先收所縮后擴(kuò)展，參能量損失由郊兩部分損失喝組成瞧蛛）腫如圖，局部父水頭損失主幟要發(fā)生在細(xì)含管內(nèi)收縮斷薪面晶附近的旋渦索區(qū)?？喈?dāng)流體由斷梁面很大容器塔流入管道時(shí)疏，艦，稱為管道邪的入損失系繡數(shù)。3．漸擴(kuò)管哪圓錐形漸擴(kuò)勿管的形狀，豈由擴(kuò)大面積張比妖漸擴(kuò)管的水理頭損失由摩弦擦損失幕和擴(kuò)散損失籍兩部分構(gòu)成柿。努俯終勻蹦——漏擴(kuò)前管道的薪沿程摩阻系鑼數(shù)。棕?cái)U(kuò)散損失沿拆用突然擴(kuò)大種水頭損失公濫式乘以與擴(kuò)治散角有關(guān)的龍系數(shù)K計(jì)算概，當(dāng)時(shí)，漿所以漸擴(kuò)管滑局部損失系笑數(shù)噸當(dāng)促一定時(shí)，漸疑擴(kuò)管的摩擦埋損失隨擴(kuò)散幫角差增大面減小金，擴(kuò)散損失穴隨之增大。4．漸縮管仿局部損失系亞數(shù)由上右圖喉查得，與收噸縮后斷面的煎流速徑相對(duì)應(yīng)。5．彎管望彎管只改變添流動(dòng)方向，渡不改變平均襪流速的大小臺(tái)。狼流體在彎管奸中流動(dòng)的損啦失由三部分很組成:榨①陷滾形成漩渦所量產(chǎn)生的損失仿（裙②票脖由切向應(yīng)力涌產(chǎn)生的沿程卷損失）倉③躁棋由二次流形君成的雙螺旋擔(dān)流動(dòng)所產(chǎn)生把的損失浩二次流的產(chǎn)栗生：流體進(jìn)匆入彎管后，亡由于離心力滿作用，處側(cè)派（E處）壓夠強(qiáng)增大，內(nèi)惜側(cè)（H處）殿壓強(qiáng)減小，魄而兩側(cè)（F苦、G處）壁路面附近壓強(qiáng)仍變化不大，骨于是在壓強(qiáng)就差作用下，椒外側(cè)流體沿聽壁面流向內(nèi)趟側(cè)，同時(shí)，書由于連續(xù)性黑，內(nèi)側(cè)流體樂沿HE向外結(jié)側(cè)回流，這悉樣形成了一爸對(duì)旋轉(zhuǎn)流就貨是二次流。焦局部水頭損謠失系數(shù)見表粱6-5，包疲括旋渦損失炒的二次流損階失兩部分。夢(mèng)三、局部阻愉力之間的相辭互干擾熊若局部阻礙膛之間相距很淺近，流體流爪出前一個(gè)局屆部阻礙，在券流速分布和煌紊流脈動(dòng)還辟未達(dá)到正常奪均勻流之前汪，又流入后羅一個(gè)局部阻帆礙，這相連研的兩個(gè)局部方阻礙存在相退互干擾，其治損失系數(shù)不識(shí)等于兩個(gè)正渣常的局部阻摩礙的損失系潤數(shù)之和。實(shí)步驗(yàn)結(jié)果表明普，局部損失倒可能有較大課的增大或減脖小，變化幅割度約為單個(gè)臂正常局部損洋失總和的0效.5燃～托3帖倍。形6.8蝕邊界層轉(zhuǎn)概念與繞流烤阻力消前面各節(jié)討你論了流體在堆通道內(nèi)的運(yùn)定動(dòng)，即內(nèi)流配問題，本節(jié)癥將簡(jiǎn)要介紹癢流體繞物體屢的運(yùn)動(dòng)，即游外流問題。露繞流運(yùn)動(dòng)中扁，即有流體依繞過靜止物尊體的運(yùn)動(dòng)，含也有物體在組靜止流體中賊作等速運(yùn)動(dòng)鎖。流體作用珍在繞流物體突上的力，可治分解為平行隱于來流方向虹的分力，稱奮為繞流阻力?。淮怪庇趤砩伊鞣较虻姆肿辶ΨQ為升力找。繞流阻力役與邊界層有撐密切關(guān)系。套一、邊界層毀的概念茶1．平板上勁的邊界層味邊界層種——迫貼近壁面很銹薄的流層內(nèi)女，速度梯度膨很大，粘性趁的影響不能責(zé)忽略，這個(gè)析必須考慮粘同性影響的薄到流層就是邊艙界層。幅邊界層厚度龜是距離奴的函數(shù)，邊桶界層雷諾數(shù)嘴中的特征長型度借也可用距離艘表示侍餃床以吸為特征長度逝的臨界雷諾濁數(shù)市。街如繞流平板睡長為L，當(dāng)猴，該平板上由是層流邊界鑰層；連當(dāng)背，則該平板歷上澡以前是層流蠶邊界層，鉛以后彎是紊動(dòng)邊界膏層。在紊流灶邊界層內(nèi)，秀緊靠壁面也決有一層極薄戴的粘性底層更。遺2．管道進(jìn)徐口段的邊界冶層漆入口段律——者從進(jìn)口斷面攪到開始形成影均勻流的斷沒面，稱為入曠口段。困層流入口段針的長度為：緒紊流入口段稱的長度為：卸——舟管道直徑豆入口段中流窄速分布不斷慮改組引起附琴加水頭損失著，但在大多決數(shù)的工程計(jì)春算中，這部糖分損失一并寺考慮在進(jìn)口陶的局部損失很中。因此，激仍把整個(gè)管竭道都看成是看均勻流。皺二、曲面邊礦界層及其分濁離現(xiàn)象窮1．曲面邊窮界層的分離蟻2．壓強(qiáng)阻養(yǎng)力暑3．卡門渦吳街處三、繞流阻霧力份流體繞流作素用在物體上躺的力分解為今繞流阻力乏和升力北，繞流阻力扛包括摩擦阻斬力朵和壓強(qiáng)阻力剝。以單位體川積來流的動(dòng)僚能與物體特分征面積乘積貓的倍數(shù)表示保：幟旁男——勺繞流阻力系競(jìng)數(shù)，主要取皆決于雷諾數(shù)拍，并和物體秘的形狀、表墻面粗糙情況沫以及來流的妥紊動(dòng)強(qiáng)度有悅關(guān)，多系由壯實(shí)驗(yàn)確定。許如圖6-3曬4，表6-末6。泄——奴單位體積來邁流的功能；胞——腐物體與來流昏垂直的迎流爭(zhēng)投影面積。員第七章套孔口、管嘴刃出流和有壓危管流腳孔口出流諒——訴容器壁上開峽孔，水經(jīng)孔伐口流出的水憲力現(xiàn)象。繡管嘴出流導(dǎo)——?jiǎng)⒃诙坦艹隹谑嗝鏉M管流錯(cuò)出的水力現(xiàn)協(xié)象。衛(wèi)有壓管流站——歪流體沿管道慨滿管流動(dòng)的嗽水力現(xiàn)象。勇短管遮——嫌是指水頭損善失中，沿程永損失和局部野損失都占相晨當(dāng)比重，兩軟者都不可忽變略的管道。騎長管松——轎是指水頭損撕失以沿程損秧失為主，局磁部損失和流訊速水頭的總矛和同沿程損管失相比很小曬，按沿程損荷失的某一百騰分?jǐn)?shù)估算、擺或忽略不計(jì)患，仍能滿足煮工程要求的狐管道。董土木工程中選，孔口管嘴牢出流和有壓魄管流多是恒柜定紊流。本咳章除有壓管貫流中的水擊縮一節(jié)外，所甘述均為恒定新紊流。像孔口和管嘴諒：孔口若駛大孔穿口嶺小孔挨口管嘴柜出流的分類奶：汽自由出流伯：創(chuàng)液體流入大固氣顫淹沒出流：歸液體流入液透體空間假7.1腎孔口出得流謊一、薄壁小某孔口恒定出炊流箭薄壁孔口頸——壩壁厚對(duì)出流騾無影響的孔制口何小孔口湖——聽實(shí)際計(jì)算中棗，當(dāng)孔口的董直徑授（或高度貪）在水面下唯的深度嘉相比較很小加，如羅，便可認(rèn)為襯孔口斷面上謝各點(diǎn)的水頭憶相等，這樣石的孔口是小?？卓?；卸大孔口國——其當(dāng)植，應(yīng)考慮孔戀口不同高度夏上的水頭不衡等的孔口。逝（一）自由秩出流蔽自由出流取——丘水由孔口流載入空氣中。慈收縮斷面寄——彎流束不斷收序縮直至距孔氣口約為感處收縮完畢筆，流線起趨于赤于行，該曬斷面稱為收音縮斷面。晨收縮系數(shù)旨——惡如右圖：選賢通過孔口形脅心的水平面段為基準(zhǔn)面，笑容器內(nèi)符合朱漸變流條件徑的過流斷面都1-1，收?？s斷面C-造C，列伯努物利方程撓橋師皺邀宇耀椒島（嫂a含）貪——領(lǐng)作用水頭，形如流速皆，則棉；磚——衡孔口的局部晴阻力系數(shù)；鉛——章孔口的流速惰系數(shù)，換——遣孔口的流量穗系數(shù)，般。在表征孔口出視流性能的系甜數(shù)：收縮系端數(shù)宅，流速系數(shù)于，流量系數(shù)衰（二）淹沒呀出流胡如右圖，取船如圖過流斷激面，列伯努逐利方程：（b）交注：上式也啄適用于大孔周口，只是系躬數(shù)取值不同謹(jǐn)，見表噸7割-2。堤——海作用水頭，制如流速載，則饞；屬——餅孔口的局部算水頭損失系度數(shù)，與自由舒出流相同；節(jié)——枕水流自收縮悄斷面突然擴(kuò)谷大局部阻力賴系數(shù)，根據(jù)晚式先，當(dāng)山時(shí)，乖；恰——計(jì)淹沒孔口的挨流速系數(shù)，宵——渠淹沒孔口的秘流量系數(shù)，湖。后因?yàn)檠蜎]出洋流孔口斷面戀各點(diǎn)的水頭小相同，所以鳳淹沒出流無短“遭大均”加，腐“貢小夾”或孔口之分。鞏上面（權(quán)a押）和（判b呀）式形式相雕同，各項(xiàng)系蹄數(shù)值也相同婆。但注意，載自由出流是蹄水頭H是水聲面至孔口形雄心的高度，猛而淹沒出流壽的水頭H是滔上下游水面腿高差。慣（三）孔口商出流的各項(xiàng)沃系數(shù)必見表7-1碧，7-2。爬二、孔口的咱變水頭出流P176湊7.2惡管嘴出患流亦與孔口出流旬的不同：在老管嘴內(nèi)流束戀先收縮,在鵲c-c處出流現(xiàn)縮頸,而奮后流束逐漸仗擴(kuò)展,充滿嶼整個(gè)管嘴。銳管嘴的能量緩損失：1．桑進(jìn)口損失魚2．縮頸后幣的擴(kuò)大損失們3．后半程博的沿程損失辰一、圓柱形偽外管嘴恒定原出流鄰在孔口上接斑長度掏=（3～4雁）濾的短管，就善是圓柱形外探管嘴。把如右圖，設(shè)籌開口容器，滅水由管嘴自引由出流，取嶼容器內(nèi)過流便斷面1-1親和管嘴出口瀉斷面引b-b途列伯努利方錘程：對(duì)他條茶（貞c出）圾奔也——邁作用水頭，呢如流速夢(mèng)，則蟻；腰——害管嘴局部損遲失系數(shù)，相聽當(dāng)于管道銳灘緣進(jìn)口的損廉失系數(shù)，眨；壩愈孕——段管嘴的流速慣系數(shù)，配；責(zé)——戴管嘴的流量悅系數(shù)，因出賢口斷面無收偉縮，超。妖比較（疫a什）（骨c疤）兩式，上哲兩式形式完汪全相同，然潑而流量系數(shù)松，可見在相蛋同的作用水做頭下，同樣耕斷面積管嘴解的過流能力公是孔口過流儉能力的1礙.稠32倍。我二、收縮斷元面的真空壤孔口外接短愛管成為管嘴原，增加了阻迷力，但流量羽不減、反而泰增加。這是橋由于收縮斷猴面處真空的竹作用。今對(duì)收縮斷面患c-c街和出口斷面愿b-b社列伯努利方侄程魚收縮斷面的剛真空高度利遲比較孔口自尿由出流和管拜嘴出流，前羨者收縮斷面炎在大氣中，苦面后者的收騙縮斷面為真困空區(qū)，真空平高度達(dá)作用個(gè)水頭的0杠.75之倍。相當(dāng)于罷把孔口的作男用水頭增大僻75%，這牲正是圓柱形州外管嘴的流苦量比孔口流蓮量大的原因會(huì)。尾三、圓柱形親外管嘴的正詞常工作條件詠由式狠知，作用水桌頭越大，收攏縮斷面的真俯空高度也越莖大。但實(shí)際額上，當(dāng)收縮鍛斷面的真空括高度超過7成m過水柱，空氣躲將會(huì)從管嘴蘇出口斷面冒“概吸入牽”牲，使得收縮片斷面的真空念被破壞，管偏嘴不能保持歉滿管出流。宗為限制收縮辱斷面的真空墊高度揚(yáng)，規(guī)定管嘴裳作用水頭的傾限值葡長度限制原彈因：長度過歲短，流束收軌縮后來不及敢擴(kuò)大到整個(gè)蠟出口斷面，讓收縮斷面的砍真空不能形變成，管嘴仍療不能發(fā)揮作料用；長度過他長，沿程水騙頭損失不容影忽略，管嘴架出流變?yōu)槎体e(cuò)管流動(dòng)。偉所以，圓柱蓬形外管嘴的思正常工作條毀件是：（1銅）作用水頭幼州；盛（2）管嘴避長度球。拔7.3漏短管的億水力計(jì)算自水頭損失包怎括沿程水頭午損失及局部氣水頭損失兩迎種。通常根遭據(jù)這兩種水繳頭損失在總風(fēng)損失中所占溜比重的大小頓，而將管道何分為長管及蛙短管兩類。匙長管麻——巾指水頭損失盜以沿程水頭割損失為主，喚其局部損失岸和流速水頭柏的總和在總繪損失中所占救的比重很小芽，計(jì)算時(shí)可敘以忽略不計(jì)潔的管道。隸短