第一章
绪论
一、学习导引
1主要概念
质量力,表面力,粘性,粘滞力,压缩系数,热胀系数。
注:(1)绝大多数流动问题中质量力仅是重力。其单位质量力F在直角坐标系内习惯选取为:
F(0,0,g)
(2)粘性时流动介质自身的物理属性,而粘滞力是流体在产生剪切流动时该属性的表现。
2主要公式
牛顿剪切公式:
或:
二、难点分析
1用欧拉观点描述流体流动,在对控制体内流体进行表面力受力分析时,应包括所有各个可能的表面的受力。这些表面可能是自由面或与周围流体或面壁的接触面。
2牛顿剪切公式反映的应力与变形率的关系仅仅在牛顿流体作所谓的纯剪切运动时才成立,对于一般的流动则是广义牛顿公式。
三、典型例题
例11一底面积为40cm×45cm,高1cm的木块,质量为5kg,沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动。已知速度v1s,δ1mm,求润滑油的动力粘滞系数。
f解:设木块所受的摩擦力为T。∵木块均匀下滑∴TGsi
α0
TGsi
α5×98×513188N
又有牛顿剪切公式
得:
μTδAv188×0001040×045×10105PaS
例12一圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转,椎体与固定壁间的距离δ1mm,全部为润滑油(μ01PaS)充满。当旋角速度ω16s1椎体底部半径R03m,高H05m时,求作用于圆锥的阻力矩。
解:设圆锥体表面微元圆台表面积为ds,所受切应力为dT,阻力矩为dM。ds2πrH2R212dh
由牛顿剪切公式:dTμ×ds×dudyμ×ds×ωrδdMdT×rrRhH
圆锥体所受阻力矩M:
M
f05πμωδH2R212R305π×01×160001×05203212×033396Nm
第二章流体静力学
一、学习导引
1、流体静止的一般方程(1)流体静止微分方程
X2压强微分
,y
,z
dXdydzd3等压面微分方程
Xdydzd0
2122
(23)
2、重力场中液体的压强分布质量力只有重力的条件下,液体的位置水头与压强水头之和等于常数,即
(24)
式中,为液体的重度。
如果液面的压强为0,则液深处的压强为
03、物体壁面受到的静止液体的总压力
(25)
计算静止液体对物体壁面的总压力时,只需考虑相对压强的作用。
(1)平面壁
总压力cA
26
压力中心
27
式中,坐标从液面起算;下标D表示合力作用点;C表示形心。(2曲面壁
总压力
(28)
分力
,
,
式中,和分别是曲面在,方向的投影面积;和分别是,的形心的淹没深度;是压力体的体积。
4、浮体的稳定性
f设表示定倾半径,表示偏心距,它等于浮体平衡时,重心与浮心的距离,
浮体的平衡有三种情况:
稳定平衡
随遇平r