第一章流體流動(dòng)

1、第一章流體流動(dòng)一、教學(xué)目的：通過本章學(xué)習(xí)，掌握流體流動(dòng)過程的基本原理、管內(nèi)流動(dòng)的規(guī)律，并運(yùn)用這些原理和規(guī)律去分析和計(jì)算流體流動(dòng)過程的有關(guān)問題:（1）掌握流體流動(dòng)的計(jì)算原理：流速的選擇，管徑的計(jì)算，輸送機(jī)械選型。（2）掌握管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（3）流動(dòng)參數(shù)的測(cè)量：壓強(qiáng)（壓力）、流速（流量）等。二、教學(xué)內(nèi)容：1、流體靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用2、連續(xù)性方程、柏努力方程的物理意義、適用條件、應(yīng)用柏努力方程解題的要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。3、兩種流型（層流和湍流

2、）的本質(zhì)區(qū)別，流動(dòng)阻力的計(jì)算4、管路計(jì)算5、流量測(cè)量6、了解邊界層的基本概念（邊界層的形成和發(fā)展，邊界層分離）及牛頓型流體和非牛頓型流體三、教學(xué)重點(diǎn)連續(xù)性方程、柏努力方程的物理意義、適用條件及其應(yīng)用；流動(dòng)阻力的計(jì)算四、教學(xué)難點(diǎn)：柏努力方程的應(yīng)用，復(fù)雜管路的計(jì)算五、教學(xué)方法及手段課堂教學(xué)與計(jì)算機(jī)模擬六、課時(shí)分配：流體靜力學(xué)基本方程式4學(xué)時(shí)流體在管內(nèi)的流動(dòng)4學(xué)時(shí)流體流動(dòng)現(xiàn)象3學(xué)時(shí)流動(dòng)阻力4學(xué)時(shí)管路計(jì)算2學(xué)時(shí)流量測(cè)量1學(xué)時(shí)七、課外作業(yè)八、自學(xué)

3、內(nèi)容理想氣體：pv=nRT→ρ=pMRT混合氣體：ρm=ρ1y1ρ2y2ρ3y3…ρnyn（y:摩爾分率）以平均摩爾質(zhì)量代替摩爾質(zhì)量可用ρ=pMRT計(jì)算ρm?；旌弦后w：1ρ=a1ρ1a2ρ2a3ρ3…anρn(a:質(zhì)量分率，假設(shè)液體混合后體積不變)2、比體積與相對(duì)密度1ρ稱為比體積（比容），表示單位質(zhì)量物質(zhì)具有的體積，常以v表示。相對(duì)密度d：指某物質(zhì)的密度與4℃水的密度之比。112流體的粘度1、牛頓粘性定律（1）內(nèi)摩擦力（又稱為粘滯力或

4、粘性摩擦力）實(shí)際流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，流速在管壁處為0，沿半徑向中心方向增大，在一定條件下可將管內(nèi)流體看成是由無數(shù)極薄的流體圓筒（流體層）組成的，內(nèi)層速度較大，外層速度較小，內(nèi)層流體對(duì)外層流體的流動(dòng)起帶動(dòng)作用，外層對(duì)內(nèi)層起拖曳作用，這種流體層間的相互作用形成了流體的內(nèi)摩擦，流體流動(dòng)時(shí)為克服這種內(nèi)摩擦需消耗機(jī)械能。（2）牛頓粘性定律單位流體層所受的剪切應(yīng)力與速度梯度間滿足：FduAdy????τ為剪應(yīng)力；為速度梯度，表示與流動(dòng)方向垂直的方向

5、的速度變化率；dudy2、流體的粘度（1）動(dòng)力粘度μμ為流體的動(dòng)力粘度，單位為Pas，物理單位制單位為g(cms)，稱為P（泊），其百分之一為厘泊cp1Pas=10P=100cp不管在靜止還是在流動(dòng)狀態(tài)下，流體都具有粘性，但只有在流體流動(dòng)時(shí)才能顯示出來，粘度是流體的運(yùn)動(dòng)屬性。液體的粘度隨溫度升高而減小，氣體粘度隨溫度升高而增大。壓強(qiáng)對(duì)粘度的影響很小（極高、極低壓強(qiáng)除外）（2）運(yùn)動(dòng)粘度νν=μρ運(yùn)動(dòng)粘度，單位為m2s，物理單位制單位為cm