1、工程流體力學緒論一、 流體力學的研究對象二、流體的基本特點三、連續介質模型四、流體力學的研究方法及其應用第一章 流體的主要物理性質§1.1密度、重度和比重§1.2作用于流體上的力§1.3 流體的壓縮性與膨脹性§1.4 流體粘性§1.5表面張力和毛細現象第二章 流體靜力學§2.1流體靜壓強及其特性§2.2流體平衡微分方程式§2.3 絕對靜止液流體的壓強分布§2.4 相對靜止流體 §2.5平面上液體的總壓力§2.6曲面上的總壓力§2.7物體在絕對靜止液體中的受力第三章 流體運動學

2、 §3.1研究流體運動的兩種方法§拉格朗日法 §歐拉法§拉格朗日方法與歐拉法的轉換§3.2流體運動的基本概念§定常與非定常§跡線和流線§流管、有效過流截面和流量§不可壓縮流體和不可壓縮均質流體§流體質點的變形§有旋流動和無旋流動第四第 流體動力學基本方程組§4.1基本概念§4.2 質量守恒方程（連續性方程）§4.3 運動方程§4.4 能量方程§4.5 狀態方程第五第 理想流體動力學§5.1 理想流體運動的動量方程§5

3、.2 理想流體運動的伯努里方程§5.3 理想流體運動的拉格朗日積分§5.4 理想流體運動的動量守恒方程及其應用§5.5 理想流體運動的動量矩定理及其應用第六第 不可壓縮粘性流體動力學§6.1運動微分方程§6.2 流動阻力及能量損失§6.3 兩種流動狀態§6.4不可壓縮流體的定常層流運動§6.5 雷諾方程和雷諾應力§6.6 普朗特混合長理論及無界固壁上的紊流運動§6.7 園管內的紊流運動第七第 壓力管路水力計算§7.1實際不可壓縮流體的伯努里方程§7.2 沿程阻力和局部阻力&#

4、167;7.3 基本管路及其水力損失計算§7.4 孔口和管嘴出流第八第 量綱分析和相似原理§8.1 量綱和諧原理§8.2 量綱分析法§8.3 相似原理§8.4模型試驗第一章 流體的主要物理性質§1.3 流體的壓縮性與膨脹性1-5解：設容器的體積為V0，裝的汽油體積為V，那么因溫度升高引起的體積膨漲量為：因體積膨漲量使容器內壓強升高個大氣壓下，從而造成體積壓縮量為：因此，溫度升高和壓強升高聯合作用的結果，應滿足：§1.4 流體粘性例1：如圖所示，一圓錐體繞豎直中心軸作等速轉動，錐體與固體的外錐體之間的縫隙=1mm，其間充滿=0

5、.1Pa·s的潤滑油。已知錐體頂面半徑R=0.3m,錐體高度H=0.5m,當錐體轉速n=150r/min時，求所需旋轉力矩。(38.83N.m)解：根據題意，由幾何關系得： 根據牛頓切應力公式，有；因此，由切應力產生的阻力矩有其中剪切微元面積為，故§1.5 表面張力和毛細現象 例2：設一平壁浸入體積很大的水中，由于存在表面張力，在靠近壁面的地方要形成一個曲面，如圖所示。假設曲面的曲率半徑可以表示成，接觸角和表面張力系數已知。試確定平壁附近水面的形狀和最大高度。解：對液面上任意一點A，設液面內側壓力為，外側壓力為，則（）在重力場中絕對靜止流體的絕對靜壓強為，所以設，則有：當時

6、，故；當時，故；當時，即第二章 流體靜力學例3：如圖所示，一液體轉速計由直徑的中心圓筒和重為W的活塞、以及兩直徑為的有機玻璃管組成，玻璃管與轉軸軸線的半徑為R，系統中盛有水銀。試求轉動角速度與指針下降距離h的關系（）。解：在不轉動時兩液面高差為，根據等壓面原理，有： （1）在轉動時兩液面高差為，根據等壓面原理，有： （2）中心圓筒減少的液體體積應等于兩玻璃管相對靜止時增加的液體體積，即 （3）將式（1）和式（2）代入式（3）得：例4： 矩形閘門AB寬為1.0m，左側油深h1=1m ，水深h2=2m，油的比重為0.795，閘門傾角=60º，試求閘門上的液體總壓力及作用點的位置。解：油水

7、界面分界線將閘門AB分為兩部分AE和EB兩部分，見圖示。1）求閘門AE部分受到油壓的總壓力及其作用點 2）求油壓作用在閘門EB部分的總壓力及其作用點3）求水壓作用閘門EB部分的總壓力及其作用點4）求閘門受到的總壓力及其作用點對A點建立力矩平衡，則總壓力的作用點離A點的距離為液面下的垂直距離第五第 理想流體動力學例5：下部水箱重224N，其中盛水重897N，如果此箱放在秤臺上，受如圖所示的恒定流作用。問秤的讀數是多少。解：1）求上水箱出口流速和流量根據題意，有，。則，2）求下水箱出口流速和流量根據題意，有，。則，3）求上水箱液體流入下水箱速液面時的速度4）求秤的讀數根據動量定理，運動液體受到的合外力為：下水箱受到運動液體的作用力。秤的讀數為：第七第 壓力管路水力計算例6：有兩個水位差的貯水池，中間有如圖所示的管道系統相連。各段管道的尺寸如下：，；，。沿