流体力学思维导图

这是一篇关于流体力学的思维导图，介绍了管内流体流动现象、基本方程式、摩擦阻力与损失、管路设计、流体静力学等。

流体流动

• 流体包括液体（不可压缩流体）气体（可压缩流体）
• 流体静力学
  • 流体的压力（在同一方程中只能选用一种表示方法） 流体垂直作用于单位面积上的力称为流体的压力。
    • 单位换算1atm=1.033kgf/cm²=760mmHg=10.33mH₂O=1.0133*10⁵Pa=1.0133bar
    • 绝对压力 （以绝对真空为基准测得的压力）
    • 表压 （以外界大气压为基准测得的压力） 表压=绝对压力-大气压
    • 负表压=真空度=大气压力-绝对压力
  • 流体静力学基本方程式 （描述静止流体内部的压力沿着高度变化的数学表达式）
  • P=P₀+ρgh
  • 流体静力学基本方程式的应用
  • 测量压差、压力（U型管压差计、倒U型管压差计） P₁-P₂=(ρ₀-ρ)gR
  • 测量液位h=（（ρ₀-ρ)/ρ）R
  • 确定液封的高度防止超压，防止气体外泄
• 管内流体流动的基本方程式
  • 流量与流速
    • 流量：单位时间内流过管道任一截面流体的数量常用的表示方法 有两种:体积流量和质量流量。
    • 流速：单位时间内流体在流动方向上流过的距离
  • 稳态流动与非稳态流动
    • 稳态流动中物理量只与空间位置有关，与时间无关
    • 非稳态流动不仅与空间位置有关，而且与时间有关
  • 连续性方程
    • 稳态流动中单位时间流过某点的质量流量是一个常数，对于液体来说体积流量也是一个常数。
    • 连续稳定的不可压缩流体流动中，u₁/u₂=（d₂/d₁)²
  • 伯努利方程式
  • 实际流体机械能衡算式
• 管内流体流动现象
  • 黏度（同一温度下气体黏度小于液体黏度）
    • 内摩擦力或黏滞力，剪应力
    • 牛顿黏性定律
    • 物理意义：促使在与流体流动垂直方向上产生单位速度梯度的剪应力，只在运动时显现出来
    • 单位
  • 流体流动类型与雷诺数Re=dup/μ
  • 流体在圆管内的速度分布
• 管内流体流动的摩擦阻力损失
  • 直管摩擦阻力损失
  • 层流摩擦阻力损失
  • 湍流摩擦阻力损失（摩擦系数计算方式不同）
  • 非圆形管的当量直径（四倍的水力半径）
  • 局部摩擦阻力损失
    • 局部阻力系数法
    • 当量长度法
  • 管内流体总摩擦阻力损失
• 管路计算
  • 简单管路
    • 选择最适宜管径
  • 复杂管路
    • 并联管路
    • 分支管路
• 流量的测定
  • 测速管
  • 孔板流量计
  • 转子流量计