流体力学ppt课件
问题9:南水北调
南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三 条调水线路。通过三条调水线路与长江、黄 河、淮河和海河四大江河的联系,构成以 “四横三纵”为主体的总体布局。 南水北调需要穿越隧道、黄河、倒吸虹、暗 渠、桥等,输水河道、泵站枢纽的设计、工 程布置等都要用到流体力学的知识。
问题10:什么流体比塑料更硬
流体力学和流体机械的研究对象
流体力学是以流体(包括固体、液体和气体) 为研究对象,研究平衡和基本运动规律的科 学。主要研究流体在平衡和运动时的压力分 布、速度分布、与固体之间的相互作用以及 流动过程中的能量损失等。 流体机械是以输送流体的机械为研究对象, 主要研究泵、风机和空压机的结构、组成和 工作原理。
第一阶段:理论研究阶段。18世纪~19世纪 . 1738年,伯努利推导出了著名的伯努利方程, 欧拉于1755年建立了理想流体运动微分方程, 以后纳维(Nervier.-L.-M.-H.)和斯托克斯 (Stokes,G.G.)建立了黏性流体运动微分 方程。拉格朗日(Lagrange)、拉普拉斯 (Laplace)和高斯(Gosse)等人,将欧拉和伯努 利所开创的新兴的流体动力学推向完美的分 析高度。
第三阶段:运用阶段。 进入20世纪以 后
流体力学的发展历史简介
早期流体力学属于经验运用阶段,比如18世 纪以前我国一些建筑工程师对流体力学的运 用,主要是人们在与大自然斗争中的经验总 结。例如,我国秦代李冰父子设计建造的四 川都江堰工程,隋代大运河,水车,汉代张 衡发明的水力浑天仪,古代铜壶滴漏计时等。
十八世纪后到今天,流体力学的大跨 步发展经历了四个阶段。
第一阶段的问题.
由于理论的假设与实际不尽相符或数学上的 求解困难,有很多疑难问题不能从理论上给 予解决。
第二阶段:试验研究阶段。 19世纪末 以来
1883年,雷诺(Reynolds,O.)用不同直径的 圆管进行实验,研究了黏性流体的流动,提 出了黏性流体存在层流和紊流两种流态,并 给出了流态的判别准则—雷诺数。 1891年,兰彻斯特(F.W.)提出速度环量产 生升力的概念,这为建立升力理论创造了条 件,他也是第一个提出有限翼展机翼理论的 人。
西气东输输气管线西起新疆塔里木轮南油田,经甘 肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏,最后 抵达上海。沿途将穿越戈壁沙漠、黄土高原,以及 吕梁山、太行山、太岳山,并跨越黄河、长江、淮 河等江河,全长4000多公里。预计工程总投资1500 亿元,输量最终达到200亿立方米/年。 西气东输要解决的关键问题是:管网设计、防腐、 安全、环保等,与流体力学紧密相关。
流体力学
第一讲 绪论
提问:
问题1:日常生活中,当我们开自来水时,自 来水管为什么会啸叫?冲水马桶的工作原理? 问题2:给你一根很细小的吸管,你能把水吸 多高?你为什么只能吸10.03米高的水柱?用 什么方法可以让这个高度更高一点? 问题3:人血液循环的管路为什么不能有气泡? 它对我们的工程实际有什么指导意义? 问题4:一杯很满的酒,加一点食盐进去,酒 会洒出来吗?
问题5:飞机为什么能飞?
飞机的升力 飞机为什么能飞?——各种飞机都是靠空 气动力克服自身重力实现升空的。
问题6:F1赛车取胜的关键是什么?
汽车的抓地力 汽车何以采用流线型设计?——减小空气 阻力的同时增大抓地力。
1920年汽车
流线型汽车
问题7:船吸现象
火车也有船吸现象
火车站台的黄线
问题8:西气东输需要什么关键技术
伯努利 :瑞士科学家,曾在俄国彼得堡科学院 任教,他在流体力学、气体动力学、微分方 程和概率论等方面都有重大贡献,是理论流 体力学的创始人。以《流体动力学》(1738) 一书著称于世,著名的有:伯努利定理和伯努利 公式. 雷诺:英国力学家、物理学家和工程师。在流 体力学中的突出贡献有:雷诺数
液压千斤顶的工作原理
瓦斯:通风
水:排水
吸水高度
汽蚀现象
矿物加工工程 把有用矿物与其他矿物分开,以得到一 定质量的有用矿物的过程。
选矿方法:重选、磁电选、浮选、化学 选矿等
流体力学在矿业生产在的应用
Hale Waihona Puke 纵观古今中外选矿的发展,流体力学所起 的作用很大。物料的分级,矿浆的,选矿 产品的脱水,选矿方法中的重选、浮选以 及一些新型的选矿设备中均涉及到流体力 学的问题。
流体力学在矿业生产在的应用
水力旋流器
流体力学在矿业生产在的应用 矿浆的运输:自流运输 压力运输 混合运输
流体力学名人简介
大禹治水 阿基米德 :古希腊数学家、力学家,静力学 和流体静力学的奠基人, 主要著作《论浮 体》. 李冰:是我国科学治水的典范,伟大的水利 学家。主要杰作:都江堰 欧拉:瑞士数学家、力学家、天文学家、 物 理学家,变分法的奠基人,复变函数论的 先驱者,理论流体力学的创始人。著名的 有欧拉方程.
问题11:流体力学在矿业生产中有哪 些应用?
采矿工程 安全工程 矿物加工工程 测绘工程 建筑设备与环境工程
虹吸现象
流体力学在生活中的应用
水击现象
自流现象 人往高处走,水往低处流?
采矿(采煤)生产过程中的最突出的 三大安全问题 顶板、瓦斯、水
顶板:支护
图1-1液压千斤顶工作原理图 1—杠杆手柄2—小油缸3—小活塞4,7—单向阀5—吸油管6,10—管道 8—大活塞9—大油缸11—截止阀12—油箱
并不是所有的流体都一直流动,在施加电场后,一 些流体会立刻发生从液态到固态的可逆转变。 11月号《自然—材料》刊登了pingsheng及合作者的 发现:纳米颗粒悬浮液在电场作用下变得像塑料一 样硬。这种胶状悬浮液的屈服应力随着电场作用稳 定增加,原因在于粒子在电场中极化并且呈纵向排 列,因此很难剪切。通常电流变流体的典型屈服应 力是5-10kPa,相当于豆腐的强度,但是这种流体 的强度却大大超过,在高电场下,它的屈服应力达 到130kPa,因而有可能应用到机械装置中。(《自 然—材料》文章介绍2003年11月出版)