绪论第1章流体力学.ppt

建 筑 设 备,主讲： 魏鸿榕 电话：绪论,建筑设备的概念 国内外建筑设备发展趋势 课程要求及学习目的,一、建筑设备的概念,指为满足生产和生活需要而在建筑内部设置的给水、排水、热水、供暖、通风、空气调节、煤气、供电等设备系统的总称 与建筑、结构及生产工艺设备等相互协调，是建筑不可缺少的组成部分,二、国内外建筑设备发展趋势,新材料的发展带动技术改革 新型高效节能环保设备不断出现 新能源及电子技术的广泛应用 建筑工业化施工技术的发展,三、课程要求及学习目的,掌握建筑设备工程技术的基本知识，培养综合考虑和合理处理各种建筑设备与建筑主体之间关系的能力，从而作出适用、经济的建筑或结构设计 掌握各种建筑设备设计的原则、组成、工作原理及选用的基本方法,基本要求：课前预习和阅读教材， 课堂上认真学习、积极参与讨论 有时间课外阅读参考文献与书籍 认真做好练习 勤于分析思考与归纳总结,参考书籍,建筑设备工程 万建武主编 建工出版社 建筑设备工程 韦节迋主编 中国电力出版社 建筑设备 刘源全主编 北京大学出版社,第一章 流体力学基本知识,主要内容 流体的主要物理性质 流体静压强及其分布规律 流体运动的基本知识 流动阻力和水头损失,11 流体的主要物理性质,一、密度和容重 密度（）：指单位体积的均质流体所具有的质量。 M / V （kg/m3) 容重（）：指单位体积的均质流体所具有的重量。 G / V (N/m3) = g,流体的密度和容重随外界压力和温度而变化。 水：1atm,4时 水 9807 N/m3 水 1000 kg/m3,二、流体的压缩性和膨胀性,1、流体的压缩性: 流体在外界压力增加时体积缩小的性质 2、流体的膨胀性: 流体在外界温度升高时体积增大的性质 液体的压缩性和膨胀性很小 气体有显著的压缩性和膨胀性,三、流体的粘滞性 1、概念 (1)由存在于流体内部相邻流层间的抵抗其相对运动的内摩擦力所产生 (2)是流体在运动时呈现出的特性 (3)流体的粘滞性是流体运动时产生机械能量损失的根源。,粘滞力的产生,T, v,= (du/dy),u,h,y,dy,u+du,粘滞性对管道内水流速度的影响,= (du/dy),u,u+du,D,12 流体静压强及其分布规律,一、流体静压强及其特性 1、概念（图12） p= lim（p/） ( 0) 2、特性 （1）沿作用面的内法线方向 （2）大小与方位无关,二、流体静压强的分布规律,1、自由表面和表面压强 自由表面：指液体和它上面的气体的交界面。 表面压强（P0） ：作用在自由表面上的气体对 液体的压强。（如果表面上的气体是大气，用Pa表示） 标准大气压： Pa1.013105 （Pa） 工程大气压： Pa9.8104（Pa）,2、基本方程式的第一种形式 P = P0 +h （pa) P:静止流体中某一深度处的压强(pa)； P0：静止流体的表面压强(pa)； ：流体的容重( N/m3 )； h：指定点的深度(m)。,3、基本方程式的第二种形式 z1 p1/ = z2 p2/ = z0 p0/(常数） （1）当p1=p2时，z1=z2.即压强相等的任意两点在同一水平面上； （2）当z2z1时， p1p2.即位置较低点的压强恒大于位置较高点的压强。,p0,1,2,0,0,h1,h2,z1,z2,z0,三、压强的度量,1、绝对压强（Pj)：以完全真空为计量零点 2、相对压强（Px) ：以大气压强为计量零点 3、真空值（Pv) ：当流体中某点的Pj小于Pa时， 称Pa Pj为真空值,13 流体运动的基本知识,一、描述流体运动状态的物理量 1、流线：在运动的流体中绘出一条线，使得线 上的流体质点在此时刻的运动方向与 该线相切。 2、流场：充满在流体运动空间的流线簇。 (1)流线 (2)流场,u1,u2,u3,3、过流断面（）：与流体运动方向垂直的流 体断面。 单位： m2 4、流量（Q）：单位时间内通过过流断面的流体 体积。 单位： m3/s, L/s 5、流速（v)：流体在单位时间内所迁移的距离。 单位： m/s, cm/s Q = v,二、流体运动的分类,1、按运动要素是否随时间变化 恒定流与非恒定流 2、按流速沿程是否变化 均匀流与非均匀流 3、按水流与周边的接触情况 有压流与无压流（重力流）,三、恒定流的连续性方程,Q1 = Q2 v11= v22 或 1/2 = v2/ v1 对于有压管流：v2/ v1（d1/d2)2,1,1,2,2,V1,1,V2,2,四、恒定流能量方程,1、方程的形式 z1 + p1/+(v12/2g)=z2 + p2/+(v22/2g)+ hw,1,2,2,1,0,0,v1,p1,v2,p2,z1,z2,2、方程中各项的物理意义 z: 单位重量的流体所具有的重力势能； （位置水头） p/:单位重量的流体所具有的压力势能； （压强水头） (v2/2g):单位重量的流体所具有的动能；（流速水头） : 动能修正系数； hw: 单位重量的流体在断面11和22间的机械能损失； （水头损失）,五、水头损失,1、沿程水头损失： 流体在长直管（或明渠）中流动，所受的摩擦阻力称为沿程阻力。为克服沿程阻力而消耗的单位重量流体的机械能，