《工程流体与粉体力学基础》期末复习总结

第一章

L固液气态的异同点

异:固体具有确定的形状，同时具有抵抗压力，拉力和切力的3种能力，

同时，固体在确定的切应力作用下将产生确定的,不随时间改变的剪切

应变和变形，而液体或气体则没有固定的形状，且在切应力作用下将产

生连续不断的变形一流动

同:固液气三态是自然界和工程技术领域中常见的物质状态

2.流体压缩性与膨胀性及粘性的含义

压缩性:流体不仅形状容易发生变化，而且在压力作用下，其体积也会

发生改变，流体内可压缩性通常用体积压缩系数8p表示.Bp定义为

一定温度下，单位压力增量产生的体积相对减少率.Bp=(dV/V)/dp了.

位Pa-1体积弹性模量EV=1/Bp=-dp/(dVA/)

膨胀性:在压力不变的条件下，流体温度升高时，其体积增大的性质.膨

胀性大小用体积膨胀系数Bt表示,Bt定义:一定压力下，温度每增加1℃

时所发生的体积相对变化量,Bt=(dV/V)/dt,单位

粘性:与流体受到外部剪切力作用而发生相对运动时,其内部相应要

产生抵抗变形的切向阻力的性质，粘性系数R:相同的du/dy情况下,H

值表征流体粘性大小，另一方面，当du/dy=l时，

在数值上U等于工，运动粘度:v=u/p，单位m2/s,cm2/s

3,牛顿内摩擦定律的含义

流体层之间单位面积的内摩擦力与流体剪切变形速率即速度梯度成

正比.T二土UAdu/dy

T=T/A=±ndu/dy

4,气体与液体粘性有何区别，原因何在

温度升高时,液体的U值降低，而气体口值反而加大,原因是液体的分

子间距较小，互相吸引.

当温度升高时，间距增大，吸引力减小.气体分子间距较大，吸引力影响

很小，但根据分子运动理论,分子的动量交换率因温度的升高而加剧,

而且使切应力也随之增加

5,表面张力的含义，润湿对其影响

张力含义:液体表面各部分之间存在相互作用的拉力,使其表面总处

于张紧状态的拉力影响.

毛细现象是由液体对固体表面的润湿效应和液体表面张力所决定的

一种现象.h=4ocos0/rD

第二章

1,流体静压力特性

特性一:静压力方向永远沿着作用面内法线方向特性二:静止流体

中任何一点上各个方向的静压力大小相等，与作用面方向无关

2,流体平衡微分方程的含义及证明

含义:流体平衡微分方程式，又叫欧拉平衡方程式，质量力总和是空间

的任意方向，因而它对惯性和非惯性坐标系均使用，对非惯性坐标系应

用时，必须考虑流体随非惯性坐标系运动的附加惯性力.适用于可压缩

流体与不可压缩流体证明手

3,等压面的含义及表达式和特征

含义:就是在同一种连续的静止流体中，静压力相等(P=常数)的各点所

组成的面.表达式:Xdx+Ydy+Zdz=O

特征:作用在静止流体中任意一点的质量力必须垂直通过该点的等

压面.作用在任意形状平面上的总压力大小等于该平面的面积与其形

心处压力的乘积

4,平面和曲面上流体作用的总压力，作用点如何计算

平面上:yD=(Jc+Ayc2)/Ayc=yc+Jc/Aycyc:形心Jc:惯性矩压力中

心永远在平面形心的下边曲面上：总压力水平分力为:Px=Pg/

AhdAcosa=pghcAx总压力垂直分力为:Pz二Pg/AhdAsina二PgV

总压力:P=J(Px2+Pz2)总压力与垂直线之间的夹角为0=tg-l(Px/Pz)

5,压力中心,压力体的含义及求解

压力中心:总压力的作用点(永远在平面形心下边)

压力体:从曲面向上引出液面的若干微小柱体的体积总和V=；A

hdAsina=JAhdAz

6,潜体和浮体的平衡条件

潜体平衡和浮体平衡条件相同：1,重力和浮力大小相等2,重心与浮

心要在一条垂直线上

7,非惯性坐标系(直线加速容器，匀速旋转容器)的静止流体压力分布规

律

①直线加速容器p=P[(gx-ax)x+(gy-ay)y+(gz-az)z]+C

②匀速旋转容器p=P0(x232/2+y2w2/2-gz)+C=P(r232/2-gz)+C

p=pO+Pg(r232/2g-z+HO)

第三章

1,拉氏法与欧拉法的区别

拉氏法:沿流体质点运动的轨迹进行跟踪研究.

欧拉法:固定在某个空间位置观察由此流过的每一个流体质点

2,稳定流，流线，流束,迹线，驻压强的含义

稳定流:流体运动忖运动要素不随时间变化

流线:任意时刻流场中存在的这样一条曲线，在该曲线上任一点的切

线方向与流体在该点的速度方向一致

流束:充满在流管内部的流体

迹线:流体质点的运动轨迹曲线

驻压强:增高的压强

3,流线与迹线的异同点

异:流线是同一时刻不同质点构成的一条流束线，迹线是同一质点在

不同时刻经过的空间点所构成的轨迹线

同:稳定流动时流线的形状和位置不随时间变化，并与流线重合

4,流体运动连续性方程式的含义，表达及物理意义

含义:不稳定流动时流入的液体质量与流出的液体质量之差应等于

川I面内流体质量的变化，稳定流动时流入的液体质量必然等于流出的

液体质量

表达式：?P/?t+?(uxP)/?x+?(uyP)/?y+?(uzP)/?z=0

物理意义:流体在单位时间内经单位体积空间流出与流入的质量与

其内部质量比的代数和为零

5,理想流体运动微分方程-欧拉方程的推证手

6,伯努利方程的推证及物理意义手

7,流体动量及动量矩方程，如何应用手

第四章

1湿周、水力半径、流态、当量长度、雷诺数等含义及表达

①湿周管子断面的周长、用x表示湿周越长阻力越大

②水力半径流体力学中的断面面积A和湿周长度x的比值来标志

管路的几何形状对阻力的影响用R表示称为水力半径即

R=A/x

常见圆管R=nd2/4/"d=d/4,水力半径t流体流动阻力I

③流态即流动状态管流中存在着两种截然不同的流态层流和

紊流

④当量长度把局部水头损失换算为当量某Ld管长的沿程水头损失

写成hj=(XLd/d)u2、2g则Ld称为当量长度已知局部阻力系

数就可求出与当量长度Ld之值《二人Ld/d⑤雷诺数流动从层流

型态过渡到紊流型态的过程是一个流动失稳的过程称为临界状态

这个临界状态的判据用的就是雷诺数Re=ndn/u;Rev2300,层流

Re>4000紊流

2,实际流体的运动微分方程手

3,圆管内层流有哪些特点,其速度，加应力的分布规律

特点:层流中流体质点只沿轴向的流动而无横向流动

速度分布规律:速度为抛物线分布，在管道中心线上流动速度最大

切应力分布规律:在关在有效断面上，切应力分布与半径r成直线关系

4,沿程摩阻与局部阻力损失的含义及表达

⑴沿程摩阻：入=64/Re直管段的流体流动阻力称为沿程摩阻，引起

的水头损失称沿程水头损失

⑵局部阻力：《二、\(Ld/d)通过管件局部的流体流动阻力称为局部

阻力,引起的水头损失称为局部水头损失

5,紊流，水力光滑，水力粗糙如何定义及区分

1紊流:当流速打到某一值时，染色轴线散开，许多小漩涡，最终与主体

水流参混在一起，使水染色，表明流动处于紊流形态,称为紊流流动

2水力光滑:管内壁上所有粗糙峰都被埋在粘性底层内,壁面粗糙对紊

流核心区的速度分布没有影响

局部水头损失原因:①液流中流速的重新分布②在涡流中粘性力的

做功③液体质点的混搭引起的动量变化

3水力粗糙:所有粗糙峰都高出粘性底层，突出在紊流核心区，形成许

多小的漩涡，对紊流核心速度的分布有显著影响.

第五章

1,压力管路，长管，短管的含义

压力管路:液流流满全管在一定压力差下流动的管路.

长管短管:从能量角度略去比动能和局部水头损失，长管短管都反映

着压力和阻力的矛盾，矛盾结果反应流量大小.

长管:长输管线输送距离较远,两端压差较大，局部阻力所占比例较小,

可忽略流速水头和局部水头损失.

短管:管线总的距离较短，分支较多，压差较小，并有大量管子联接部件,

不能忽略局部阻力流速水头，为了区别长管，称为短管.

2,管路特性曲线的形状及含义

1形状:hw=aQ2,光滑曲线(抛物线)hw=入(L/d)(V2/2g)=(8X/(n

2g))(L/d5)Q2

2含义:对一定管长和管径的管路，系数a随X值变化，给不同流量Q

可得不同水头损失hw

3,串并联管路的特性及求解和应用注意的问题

1串联管路特性:①各联结点(称为节点)处流量出入平衡反映连续

原理②全线总水头损失为各分段水头损失的总和

2并联管路特性：①进入各并联管的总流量等于流出各并联管的流

量之和②不同并联管段从A到B单位重量液体的能量损失都相等

4,流量系数,综合阻力系数，孔R阻力系数的含义手抄

5,孔R泄流时泄流如何计算手抄

第六章

1稳定流与不稳定流的区别

增加了由于当地加速度引起的惯性水头损失

2—元不稳定流的连续方程的含义

由质量守恒在时间dt内流入和流出该体积的质量

(Aup)/s+(Ap)/t=O

差应等于相同时间内该体积内的质量变化但符号相反

3水击现象的含义含义的原因

含义指压力瞬变过程管路中不稳定流所引起的特殊现象

原因液体具有惯性和压缩性

4冲击波的含义及压力波传播的速度计算

①冲击波的含义阀在每一微小瞬时关闭部产生一个相应的弹性波

每个弹性波又依次按四个阶段循环发展是一系列发生在不同时

刻的水击波传播和反射的过程

②计算C=CO/1+Evd/EOeCOEv/P该种液体内的传递

e:管子厚度

Ev=Pdp/dP（液体体积弹性模量）EO=（D2/2edD）dp（管材弹性模量）

5变水头自流泄流原理是什么

当自流管路的高架罐塔无液体补充时则泄流过程中液面逐渐

下降，泄流流量也随时间的延长而变小形成不稳定流

第七章

1,气溶胶，非均一系，液雾，烟，良的含义

气溶胶:固体或液体微粒悬浮在气体介质中形成的气态分散系统

非同一系:气态非同一系可分为机械分散系和凝结分散系

液雾:液体经机械雾化后形成的液滴分散在悬浮气体中

烟:固体或液体经高温燃烧转化为气态，当温度下降或过饱和时又凝结

成悬浮状的气溶胶而形成的颗粒

比固体升华成气体，然后又凝结成颗粒，常呈小于1um的球粒或结晶

状

2,粒度,粒径的定义及物理意义和表示方法

粒度:颗粒在空间范围所占大小的线性尺寸，粒度越小,颗粒的微细程

度越大

粒径:表面光滑的球形颗粒只有一个线性尺寸，即其直径，粒度就是直

径，也叫粒径

物理意义:同一个颗粒,由于采用不同的测量方法，得到的粒径值不尽

相同

3,颗粒形状因子，形状系数，形状指数的定义及表示法

形状因子:人们尝尝采用某个量的数值来表征颗粒的形状，这些量统

称为形状因子

形状系数:有一些形状因子反映着颗粒的体积,表面积乃至在一定方

向上的投影面积与某种

规定的粒度的相应幕次关系.这些幕次的比例关系常称为形状系数

①表面积形状系数usj=S/dj2②体积形状系数uvj=v/dj3③比

表面枳形状系数u

svj=(us,j/uvj)

形状指数:与具体物理现象无关，对颗粒外形本身，用各种数学式表达

①Wadell球形度巾w=Av/As=(dv/ds)2=dsv/dv②Krumbein球形度巾

k=(h/b)(h/l)2

③扁平度m和伸长度nm=b/hn=l/b©Church形状因子力

=?dM/?dF

4,颗粒粒度和形状的常用测量方法及选择使用时的要求

①筛分析法②显微镜法③光散射法和消光法④电传感法⑤气体吸附

法

要求:①应根据数据的应用场合来选择②对于给定的粉体样品，首先

要估计其粒度范围③根据被测颗粒本身存在形式的特点来考虑相

应适宜的方法④要求的准确度和精密度，常规测试还是非常规测试，仪

器价格等

5,颗粒粘结的原因及分散方法

原因:①分子作用力②颗粒间的静电作用力③颗粒在湿空气中的粘

结④颗粒表面润湿性的

调整作用方法:①机械方法②干燥处理③颗粒表面处理④静电分散

6,颗粒在液体中的聚集的原因及受力

原因:一、颗粒间的相互作用力:①分子作用力②双电层静电作用力③

溶剂化膜作用力④高分子聚合物吸附层的空间效应。二、受颗粒间作

用力支配的颗粒聚集状态

7,最密填充理论及其实质是什么？

最密填充理论:不同粒径球形颗粒的规则填充（向均一球形颗粒产生

的空隙连续不断地填充适当大小的小球，将可活的非常紧密的填充体）

实质:六方最密填充，三角孔基准填充最为紧密

8,填充率，空隙率，视密度,壁效应，液桥的含义

填充率:颗粒体积占粉体填充体积的比率

空隙率:空隙体积占粉体填充体积的比率

视密度:单位填充体积的粉体质量，亦称容积密度'

壁效应:当颗粒填充容器时，在容器壁附近会形成特殊的排列结构的

现象

液桥:粉体与固体或粉体颗粒相互间的接触部分或间隙部分存在液

体时，称为液桥

9,颗粒之间的附着力有哪些

①分子间弓I力（范德华引力）②颗粒所带异号静电荷引起的引力③附

着水分的毛细管力④磁性力⑤颗粒表面不光滑引起的机械咬合力

第八章

一摩擦角,内摩擦角.安息角・壁摩擦角.滑动摩擦角,运动摩擦角的含

义

L摩擦角由于颗粒之间的摩擦力和内聚力而形成的角。

2.内摩擦角破坏包络线与。轴之间的夹角①。

3.安息角:在粉体粒度较粗的状态下粉体由自重运动而形成的角。

4.壁摩擦角粉体与壁面之间的摩擦角。

5.滑动摩擦角置粉体于某材料制成的斜面上当斜面倾斜至粉体

开始滑动时斜面与水平面间所形成的夹角。

6.运动摩擦角在测量内摩擦角的直剪切法中随着剪切盒的移动

剪切力逐渐增加当剪切力达到几乎不变的状态时即所谓滑动

摩擦状态所测得的摩擦角。

二空隙率对粉体摩擦角特性的影响

剪切强度就相当于摩擦力和内聚力之和它随空隙率的增加而减小

壁摩擦系数与空隙率无关Us与Uw一样不随空隙率的变化而

变化。

三重力作用下粉体如何流动

粉体在重力作用下自料仓流出的形式有质量流和漏斗流两种形式。质

量流的特点是先进先出即先进入料仓的物料先流出。如果料斗锥顶

角。0c就会形成质量流。

四颗粒在重力作用下的斯托克斯沉降规律

Ums=(pp-p)gDp2/18^i

五影响沉降速度的因素有哪些

对流容器直径形状

六流体阻力计算式及沉降速度计算式

1流体阻力计算式R=CAPu2/2层流时作用于球形颗粒R=3

niiDpu

2沉降速度计算式Ums=(Pp-P)gDp2/18U

第九章

一分级与分离的含义和区别

1.分级把粉碎产品按某种粒度大小或不同种类颗粒进行分选的操

作过程。

2.分离利用分离特性将将成分不同的混合物或相混合物分成相组

分不同的两部分或两部分以上的过程。

3.区别分级不改变物质的性质而分离改变物质的性质。

二牛顿分离效率的含义。表达式及物理意义

1.含义nn=Ya-(l-Yb)=Ya+Yb-l;Ya=AXa/F-Xf;Yb=(l-Xb)B/(l-Xf)F

2.表达式nn=(a/a+b)+(d/c+d)-l

3.物理意义实际分级机达到理想分级的质量比

三部分分离的效率的定义及表达式

1.定义粒度密度或化学成分等特性值为连续变量的场合将特

性值划分为若干区间各区间的回收率。

2.表达式f(€)=dF(€)/dC

四中位分离点.偏差度.平衡分离点,分离锐度的含义及表达

1.中位分离