1、 天河学院 建筑工程系 Construction Engineering Department ， TianHe College流体力学 Fluid Mechanics一 流管、流束和总流（ 1） 流管 ：在流场中任取一条不是流线的封闭曲线，通过曲线上各点作流线，这些流线组成一个管状表面，称之为流管。因为流管是由流线构成的，所以它具有流线的一切特性，流体质点不能穿过流管流入或流出 (由于流线不能相交 )。流管就像固体管子一样，将流体限制在管内流动。34 一元流动模型在恒定流情况下，运动要素是 (x y z)的函数，三元流动仍然很复杂。必须用流线的概念作进一步简化：天河学院 建筑工程系 Cons
2、truction Engineering Department ， TianHe College流体力学 Fluid Mechanics（ 2） 流束 ： 流管内的流体，称为流束。当流束的横截面积趋近于零时，则流束达到它的极限 流线。天河学院 建筑工程系 Construction Engineering Department ， TianHe College流体力学 Fluid Mechanics（ 3） 过流断面（有效截面）： 在流束中与各流线相垂直的断面称为过流断面。流线相互平行时， 过流断面 是平面。流线不平行时，过流断面 是曲面。（ 4） 元流 :微元流束和微元流管：当流束的过流断面
3、为无限小时，这根流束就称为 元流 。在每一个微元流束的有效截面上，各点的速度可认为是相同的。断面流速 u随流程 s而变，三元流简化为一元流。天河学院 建筑工程系 Construction Engineering Department ， TianHe College流体力学 Fluid Mechanics（ 5） 总流 ：无数微元流束的总和称为总流。处处垂直于总流中全部流线的断面，是总流的过流断面。自然界和工程中所遇到的管流或渠流都是总流。根据总流的边界情况，可以把总流流动分为三类：（ A） 有压流动 总流的全部边界受固体边界的约束，即流体充满流道，如压力水管中的流动。（ B） 无压流动 总流
4、边界的一部分受固体边界约束，另一部分与气体接触，形成自由液面，如明渠中的流动。（ C） 射流 总流的全部边界均无固体边界约束，如喷嘴出口的流动。天河学院 建筑工程系 Construction Engineering Department ， TianHe College流体力学 Fluid Mechanics二 流量与断面平均流速（ 1） 体积流量 ：单位时间内通过有效截面的流体体积称为体积流量，以 Qv表示。其单位为 m3/s、 L/s等。（ 2） 质量流量 ：单位时间内通过有效截面的流体质量称为质量流量 ,以 Qm表示，其单位为 kg/s、 t/h等。由于微元流束有效截面上各点的流速 V是
5、相等的，所以通过微元流束有效截面积为的体积流量 dQv.质量流量 dQm和重量流量 dQG分别为：dQv=udA dQm= udA 总流是由无限多的微元流束组成 :对于不可压缩流体，有（ 3） 重量流量 ： N/S天河学院 建筑工程系 Construction Engineering Department ， TianHe College流体力学 Fluid Mechanicsvu过流断面上实际流速分布都是非均匀的 .天河学院 建筑工程系 Construction Engineering Department ， TianHe College流体力学 Fluid Mechanics（ 4） 断
6、面平均流速 ：在工程计算中为了方便起见，引入平均流速的概念。平均流速是一个假想的流速，即假定在有效截面上各点都以相同的平均流速流过，这时通过该有效截面上的体积流量仍与各点以真实流速流动时所得到的体积流量相同。断面平均流速：用平均流速代替实际流速后，流动问题就简化为断面平均流速沿流向变化的问题，即天河学院 建筑工程系 Construction Engineering Department ， TianHe College流体力学 Fluid Mechanics三大守恒定律质量守恒动量守恒能量守恒连续方程能量方程动量方程恒定总流三大方程动力学三大方程天河学院 建筑工程系 Construction
7、Engineering Department ， TianHe College流体力学 Fluid Mechanics3 5 流体流动的连续性方程连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的应用。我们认为流体是连续介质，它在流动时连续地充满整个流场。在这个前提下，当研究流体经过流场中某一任意指定的空间封闭曲面时，可以断定：若在某一定时间内，流出的流体质量和流入的流体质量不相等时，则这封闭曲面内一定会有流体密度的变化，以便使流体仍然充满整个封闭曲面内的空间； 如果流体是不可压缩的，则单位时间流出的流体体积必然等于流入的流体体积 。上述结论可以用数学分析表达成微分方程，称为连续性方程。天河学院 建筑工程系 Construction Engineering Department ， TianHe College流体力学 Fluid Mechanics假定流体的运动是连续的、定常的，则微元流管的形状不随时间而改变。又根据流管的特性，流体质点不能穿过流管表面，因此在单位时间内通过微元流管的任一有效截面的流体质量都应相等，即；
