流体流动

关于流体流动的思维导图。从流体运动现象、流体的基本 性质、流体静力学、流体动力学的基本规律、管内动阻力损失、管路计算等方面作了梳理。

流体流动

• 流体的基本性质
  • 连续性假定
  • 体积力/表面力
  • 密度/压强
  • 粘性
    • 牛顿粘性定律
      • 公式
        • τ＝±udu/dy
          • 牛顿性流体
        • F＝±uAdu/dy
      • 影响因素
        • T、P、μ
      • 运动粘度v
        • v＝μ/p
      • 动量传递mu
        • τ＝d（mu）/Adt＝±vd（ρu）/dy
• 流体静力学
  • 压强
    • 表压＝绝压－大气压
    • 真空度＝大气压－绝压
  • 基本方程
    • 表达式
      • P1－P2＝表压＝ρg（z1－z2）
      • P1/ρ＋gz＝P2/ρ＋gz＝常数
    • 适用范围
      • 重力场中静止的不可压缩的同一种流体
      • 压缩性不太大的气体
    • 应用
      • U型压力计
        • U型管压差计
        • 倾斜U型管压差计
        • 微差压差计
      • 液位计
      • 液封
• 流体动力学基本规律
  • 基本概念
    • 流量
      • qm＝m/t qv＝v/t
    • 流速
      • u＝s/t＝qv/A
  • 定常态流动
  • 伯努利方程
    • 公式
      • gz1＋P1/ρ＋u²1/2g＝gz2＋P2/ρ＋u²2/2g
    • 应用
  • 连续性方程
    • qv＝A1u1＝A2u2
• 流速/流量的测量
  • 测速管（皮托管）
  • 孔板流量计（压差计流量计）
  • 文丘里流量计
  • 转子测量计
• 管路计算
  • 简单管路
  • 复杂管路
    • 并联管路
    • 分支管路和汇合管路
• 管内流动阻力损失
  • 直管阻力hf
    • 水平管
      • 公式
        • hf＝P1-P2/ρ
      • 范宁公式
        • hf＝λl/d .u²/2(λ＝8τ/ρu²)
        • △Pf＝ρhf＝λl/d .ρu²/2
    • 倾斜管
      • hf＝（P1/ρ＋z1g）－（P1/ρ＋z2g）
    • 层流
      • 阻力损失
        • hf＝32μlu/ρd²＝64/Re.l/d.u²/2
      • 摩擦系数
        • λ＝64/Re
    • 湍流
      • λ＝f（Re，ε/d）
  • 局部阻力h'f
    • 阻力系统法
      • h'f＝ζu²/2
        • 进口阻力损失ζ＝0.5
        • 出口阻力系数ζ＝1
    • 当量长度法
      • h'f＝λle/d.u²/2
  • 总阻力
    • ∑hf＝hf＋h'f
• 流体流动现象
  • 流体流动型态
    • 流型判据
      • 雷诺数
    • 公式
      • Re＝ρdu/μ
        • 当量直径de
    • 类型
      • 层流
        • Re≤2000
      • 不稳定的过渡区
        • 2000<Re≤4000
      • 湍流
        • Re＞4000
  • 流体在圆管中的速度分布
    • 层流
      • ur＝P1－P2/4μl（R²－r²）
      • u＝1/2umax
    • 湍流
      • u≈0.82umax
      • u=umax(1-r/R)n
  • 流体流动边界层
    • 湍流
      • 层流内层
      • 过度层
      • 湍流主体
    • 边界层分离