第一章、流體力學(xué)及流體輸送§1.1§1.2、流體靜力§1.3、流體動力學(xué)§1.4、流動流動的阻力和能量損§1.5、管路計算基§1.6、相似§1.7、流體輸送設(shè)備（風(fēng)機(jī)與泵12 相似理論本標(biāo)：理解量綱理論與相似原理的有關(guān)術(shù)語和原理知量綱、基本量綱、幾何相似、運(yùn)動相似、動力相征參數(shù)、相似準(zhǔn)數(shù)、雷諾準(zhǔn)數(shù)、準(zhǔn)數(shù)、準(zhǔn)π掌握現(xiàn)象相似必要條件和充分條件（相似判據(jù)、相似律PAGEPAGE10相似理論主要內(nèi)1.6.1概述（了解1、研究材料工程過程的基本方法有1.6.1概1、研究材料工程過程的基本方法有哪些分析法：數(shù)學(xué)分析為，建立方程，求解方程獲得物理之間的關(guān)系實驗法：實驗測試為，整理實驗數(shù)據(jù)，獲得物理量之間的關(guān)系。理論模型實驗法：理論分析，獲得相似準(zhǔn)數(shù)，整理成準(zhǔn)數(shù)方程，通過模型實驗使準(zhǔn)數(shù)方程具體化。以驗證其性能是否達(dá)到要求，這在新產(chǎn)品設(shè)計實驗中較為（4）例：氣-固兩相流動；行星磨與球磨機(jī)的節(jié)能理論分析量綱理4．量綱理論（因次分析）什么情況下使用？有5．量綱一致性原則（因次分析法）的應(yīng)用？（理解1、什么是量綱理論？（掌握因次。例如：[L]、[M]、[θ]量綱理論是研究物理現(xiàn)象中量綱之間的固有聯(lián)系的理是研究物理化學(xué)現(xiàn)象的重要輔助和方法2．量綱理論引入的基本概念有哪些？（掌握（1）主定量與被定決定現(xiàn)象的物理量稱為主定由主定量所完全決定的量，稱為（2）基本量綱與導(dǎo)出量綱（長度）、T（時間）、Θ（溫度）導(dǎo)出量綱：由基本量綱導(dǎo)出的量綱。如速度、壓例如常用單量LT1LT2Re

dv

dv

LLT1 L2T1 公理任一物理量的量綱都可以由基本量綱的指數(shù)冪的乘積來表示如：壓強(qiáng)a=kg/.s2 [L2]如：u=L/T物理方程中各項的量綱相同且與度量單位無 aV aV1Z1

12g

2g

每項的量綱均為M量綱和諧原理（理解當(dāng)需要通過實驗研究某個物理化動現(xiàn)象，而準(zhǔn)確描優(yōu)點：通過量綱分析可以減少自變量個數(shù)，最大限度減缺點：必須找出所有的主定量，漏找或多找均會導(dǎo)致錯例如:對流換熱系數(shù)的h

,

,,cp量綱分析優(yōu)

FDf

,V,d, CD

dufRe du方法和步驟參見（1）（2）確定所有參量所涉及的基本量綱數(shù)目（3）般用冪指數(shù)乘積表示（4）利用量綱和諧原理得到準(zhǔn)數(shù)方程的具體函數(shù)式例1:水泵輸出功率的表達(dá)例1求水泵輸出功率的表達(dá)[解(1) N=f(γ,Q,(2)

N

aQbHc(3)

N

KaQbH (4)

(5) 得 (6)整理方程式，得相似理論1.什么叫兩個物理現(xiàn)象相似？如何才能使兩個物理現(xiàn)象2.什么叫相似準(zhǔn)數(shù)及相似準(zhǔn)則方程？（了解3.典型相似準(zhǔn)數(shù)的物理意義是什么？（掌握4.相似理論由哪些基本定理組成？（理解（1）

ClCA

LlAClA

VlCVl

C3 uu

Cu

uu'

'/u'

l'/u 注意物理現(xiàn)象相似必須是同類現(xiàn)象才能相可用同一數(shù)理方程描述的同類物理現(xiàn)象相物理場的相似倍數(shù)之間有特定的制約關(guān)系—準(zhǔn)數(shù)如何才能使兩個物理現(xiàn)象相似？（相似的性質(zhì)相似條件（判據(jù)―兩個同類現(xiàn)象的相似準(zhǔn)數(shù)相等時,―的特征選擇那些對流場起主要作用的無量定量相等，而忽略一些次要的無量定量，來近似滿什么叫相似準(zhǔn)數(shù)及相似準(zhǔn)則方程？（了解

雷諾

Re

vL由相似準(zhǔn)數(shù)表示的函數(shù)關(guān)系稱為準(zhǔn)則方程例：相似準(zhǔn)數(shù) 在現(xiàn)象1（原型

A

F''A'du

dyF'

CC2C

'

A'

C

du

dy'

CC2C2F

C2A

F

A

C

ulu'lC

u'l

ReR模型與原型ReR3.典型相似準(zhǔn)數(shù)的物理意義是什么？（掌握Re

vL

LaL2

m

特征慣性力Fr

2 2

特征慣性(1-準(zhǔn)數(shù)Eu

v2

v2L2

特征慣性力(1-相似第一定相似第二定理（相似逆定理相似第三定設(shè)描述某相似現(xiàn)象的物理方程式為f（x1、x2….xn）=0，方程中變量有n個，定 變量中有r個基本量綱，則量綱獨立量的數(shù)目m滿足數(shù)目N=n-m 積相除而成為無量綱量無量綱化的被定量是無量綱化后的主定量的函常見工程問題的量綱與相似應(yīng)用分析（了解例：管內(nèi)流動阻力模擬實驗問題為了確定直徑為1m的輸油管道中的流動損失（煤油為p=f(,v,d,

例管內(nèi)流動阻力模擬實驗問（1）確定關(guān)系式和基本量綱關(guān)系式:p=f(,v,d,)上式中的基本量綱有L、T、Mr（2）確定量綱獨立量的數(shù)目管內(nèi)流動阻力損失p取決于：流體的密度、流速、和（3）確定л的個數(shù)：N=m-r5-3=2

(P,)例管內(nèi)流動阻力模擬實驗問

(P,)11v2d3[p]P[]1[v]2[d31v2d

[]

[]1[v]2[d

ML31LT12 v2pv2p1232

3

內(nèi)流動阻力模擬實驗問

v2 利用π定理可得，無量綱化后的被定量必然是無量綱化后主定Pv2

f

Ren內(nèi)流動阻力模擬實驗問

(vd

vm

vnm

)(dn)(