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第一章 流体流动 - Coggle Diagram
第一章 流体流动
流动基础
考察方法
连续性假定：连续介质，高真空不适用
拉格朗日法：跟踪质点，参数-时间关系
欧拉法：固定空间，参数-时间关系
流动类型
定态流动：流场参数不随时间变，流线=轨线
非定态流动：流场参数随时间变
流体物性与作用力
作用力分类
体积力：重力、离心力（与质量成正比）
表面力：压力/压强、剪力/剪应力（与面积成正比）
核心物性与定律
黏度μ：液体μ随温升减小，气体μ随温升增大
牛顿黏性定律：τ = -μ(du/dy)
表面张力σ：σ=F/2L，引发毛细、浸润现象
理想流体：μ=0，用于简化分析
流体静力学
静压强特性：同点各方向压强相等，仅与垂直位置有关
静力学方程（不可压缩流体）
p₂ = p₁ + ρgh
p₁/ρ + gz₁ = p₂/ρ + gz₂
压强表示：绝对压强、表压、真空度
流体动力学
连续性方程（定态流动）
可压缩流体：ρ₁u₁A₁ = ρ₂u₂A₂
不可压缩流体：u₁A₁ = u₂A₂
伯努利方程（理想流体定态沿流线）
gz + p/ρ + u²/2 = 常数
边界层与阻力损失
边界层相关
湍流边界层：湍流核心、层流内层、过渡层
边界层分离：绕流大曲率物体，产生旋涡与能量损失
阻力损失计算
直管阻力hf：层流（泊谡叶方程）、湍流（莫迪图查λ）
局部阻力：阻力系数ζ法、当量长度le法
摩擦系数λ：与Re、相对粗糙度ε/d相关，层流λ=64/Re
管路计算
管路类型
简单管路：流量处处相等，阀门关小流量降
分支/汇合管路：流量分配随阻力调整
并联管路：各支管阻力损失相等
计算类型
设计型：给定流量，确定管径、设备高度
操作型：给定管路，核算流量、压强
综合型：管路改造、流量分配核算
工程应用：经济流速选择、试差法求解