流體動(dòng)力學(xué)（包括運(yùn)動(dòng)學(xué)）是研究流體在外力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，內(nèi)容包括流體運(yùn)動(dòng)的方式和速度、加速度、位移、轉(zhuǎn)動(dòng)等隨空間與時(shí)間的變化，以及研究引起運(yùn)動(dòng)的原因和決定作用力、力矩、動(dòng)量和能量的方法。第三章動(dòng)量傳輸?shù)幕痉匠塘黧w動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)是三個(gè)基本的物理定律1質(zhì)量、動(dòng)量、能量守恒定律（1）物質(zhì)不滅定律（或質(zhì)量守恒定律）連續(xù)性方程（2）牛頓第二定律（動(dòng)量守恒定律）動(dòng)量方程（納維-斯托克斯方程、歐拉方程）（3）熱力學(xué)第一定律（或能量守恒定律）能量方程（伯努利方程）23.1質(zhì)量守恒定律與流體流動(dòng)的連續(xù)性方程3.2粘性流體動(dòng)量平衡方程(N-S方程）3.3理想流體動(dòng)量平衡方程——?dú)W拉方程3.4伯努利方程動(dòng)量傳輸基本方程的內(nèi)容33.1質(zhì)量守恒定律與流體流動(dòng)的連續(xù)性方程由于我們把流體視為連續(xù)介質(zhì)，因?yàn)椴还芰黧w作怎樣的流動(dòng)，質(zhì)量守恒定律是必須要滿足的，不滿足質(zhì)量守恒的流動(dòng)形式是不存在的。另一方面，僅由動(dòng)量守恒導(dǎo)出的運(yùn)動(dòng)方程是不封閉的，即未知量的個(gè)數(shù)多于方程的個(gè)數(shù)，要使方程封閉，連續(xù)性方程也是必須要引入的。4連續(xù)性方程56789討論：1011柱坐標(biāo)系下的連續(xù)性方程12133.2粘性流體動(dòng)量平衡方程（納維—斯托克斯方程）14粘性流體的動(dòng)量傳輸有兩種基本方式：

15直角坐標(biāo)系N-S方程的推導(dǎo)由流體對流而進(jìn)行的對流動(dòng)量傳輸，其對流動(dòng)量通量有如下含意和確定方法：微元體對流動(dòng)量收支差量AxXYZux在單位時(shí)間流入Ax面的質(zhì)量為質(zhì)量流量16對流動(dòng)量通量有如下含意和確定方法質(zhì)量通量為對質(zhì)量通量乘以流體的速度ux，為動(dòng)量通量

[對流動(dòng)量通量]=

kg/m·s2（N/m2）

17微元體對流動(dòng)量收支差量在流場中取出元體空間dxdydz，按上列定義式確定元體對流動(dòng)量的收支差量ABdxdydzxyz18ρux

ux——ρux

ux

，ρuy

ux

，ρuz

uxρuy——uy——ρux

uy

，ρuy

uy

，ρuz

uy

9個(gè)分量ρuz——uz——ρux

uz

，ρuy

uz

，ρuz

uz對流動(dòng)量19ABdxdydzxyz20212223微元體粘性動(dòng)量收支差量

24與ux組成，從A面?zhèn)魅氲恼承詣?dòng)量通量從B面?zhèn)鞒龅恼承詣?dòng)量通量故動(dòng)量通量收支差量=單位時(shí)間的粘性動(dòng)量收支差量=25同理，速度ux分別與組成的粘性動(dòng)量收支差量有：

和以ux為準(zhǔn)的元體粘性動(dòng)量的收支差量：

26同理，以uy及uz為準(zhǔn)的元體粘性動(dòng)量收支差量各相應(yīng)為

27微元體作用力的總和

2829微元體的動(dòng)量蓄積量

30按三個(gè)坐標(biāo)方向分別整理：

31討論：323.3理想流體動(dòng)量平衡方程—?dú)W拉方程33343.4伯努利方程伯努利方程的導(dǎo)出35設(shè)流線上任一微元段ds的各分量為dx、dy、dz，對上式兩邊分別乘以dx、dy、dz。則：36從流線方程可知：uxdy=uydx，uydz=uzdy，uzdx=uxdz

代入上式中，得即37同理各式相加，得：取Z軸垂直地面：gz=-g，gx=0，gy=0；38因?yàn)椋?/p>

所以有：整理理想流體一維穩(wěn)定流動(dòng)的歐拉方程，它表達(dá)了沿任意一根流線流體質(zhì)點(diǎn)的壓力、密度、速度和位移（高度上）的微分關(guān)系。39沿流線積分，則可確定出流體質(zhì)點(diǎn)沿流線空間不同點(diǎn)之間流動(dòng)時(shí)的動(dòng)量平衡關(guān)系式，其積分形式為在下圖的具體條件下對上式積分，并設(shè)流體為不可壓縮流體40（1）（2）xyz0gp1，u1p2，u2z2z112或即為伯努利方程。(3-25)式41對于單位重量的流體，由(3-25)式成為式中各項(xiàng)的單位均為長度(m)，因m=N·m/N，則各項(xiàng)分別代表單位重量流體所具有的位能、靜能和動(dòng)能；又相應(yīng)稱為位壓頭、靜壓頭和動(dòng)壓頭。42當(dāng)流體靜止時(shí)，不存在對流動(dòng)量傳輸，也無粘性動(dòng)量的傳輸過程；流體僅是處于壓力與重力的平衡狀態(tài)，僅存在位能與靜能的轉(zhuǎn)換，即即為伯努利方程。43伯努利方程的應(yīng)用440p1，u1p2，u2（1）（3）p1，u1

p2，u2

z1z2p1，u1p2，u2（2）451）由故位能不變，對不可壓縮流體，當(dāng)管截面不變，由連續(xù)性方程可知解：說明，兩截面間的靜壓力差等于該段的能量損失，表現(xiàn)為壓力（靜能）向損失能量的轉(zhuǎn)換過程。因此或462）因此水平管流，流動(dòng)中平均位能不變所以由截面1流向2時(shí)理想流體流動(dòng)中無能量損失h=0，因此有473）此時(shí)存在三種能量的相互轉(zhuǎn)換過程，有：當(dāng)流體自下向上流動(dòng)，其位能增加，動(dòng)能因截面增大而降低。4849取距管入口稍遠(yuǎn)速度為0處為截面1，管內(nèi)取負(fù)壓點(diǎn)處為截面2，因水平流動(dòng)位能無變化，有：

解：以大氣壓為準(zhǔn)50已知?jiǎng)t得故空氣流量為：5152本章重點(diǎn)介紹了連續(xù)性方程，流體流動(dòng)條件下的動(dòng)量及作用力之間的平衡與轉(zhuǎn)換關(guān)系的粘性流體動(dòng)量平衡方程，理想流體的動(dòng)量平衡方程即歐拉方程，對理想流體在穩(wěn)定流動(dòng)條件下、具有