流体力学绪论

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1、流体力学FluidMechanics闫小丽闫小丽办公室：9121电话：13991124536E-mail：yxl9212@nwsuaf.edu.cn课程内容绪论流体静力学流体动力学管中流动课程考核期末笔试70%平时成绩30%考勤60%+作业实验报告40%第一章绪论研究对象：流体（fluid）液体气体特性：流动（flow）性遵循牛顿力学定律、质量守恒和能量守恒定律鱼嘴宝瓶口飞沙堰保证航运罐盖用水内江60%防洪减灾雨季内江40%内江外江宝瓶口实现二次分洪表层水流流向凹地底层水流流向凸地（含有沙石）内江中含

2、有的沙石冲向崖壁，产生旋流，从飞沙堰排出；速度越大，排出越干净。“给我一个支点，我能撬动整个地球。”研究流体力学的意义第一章绪论流体质点与连续介质概念流体的密度、比体积和相对密度流体的压缩性和膨胀性流体的粘性第二节流体质点与连续介质概念自然界的物质：固体流体液体气体由大量分子组成分子不断作随机热运动分子与分子之间存在分子力的作用共性同体积内分子数目同分子距上分子力固体有一定的体积和一定的形状液体有一定的体积而无一定的形状气体既无一定的体积也无一定的形状宏观差异一、连续介质模型二、流体质点的概念流体分子

3、之间不连续、有间隙连续介质模型流体质点宏观尺寸非常小微观尺寸足够大足够多的分子在内的一个物理实体流体质点的形状可以任意划分流体具有质量密度、温度、压强、流速、动量、动能等质点之间没有空隙连续介质连续介质模型流体由流体质点组成，流体质点连续的、无间隙的分布于整个流场。在连续介质中，流体质点的一切物理量必然都是坐标与时间变量的单值、连续、可微的函数。形成各种流场（标量和矢量）连续函数等数学工具第三节流体的密度、比体积和相对密度空间上质量分布均匀非均质流体均质流体相对密度物体质量与同样体积4℃蒸馏水质量之比

4、，无量纲。1000kg/m30.001m3/kg第四节流体的压缩性和膨胀性流体内部分子间存在间隙温度压强相对密度密度比体积变化一、气体压缩性和膨胀性的表示方法二、流体压缩性和膨胀性的系数表示方法1.流体的体（膨）胀系数P、V、TP、V+△V、T+△T△V当压强不变时，每增加单位温度所产生的流体体积相对变化率气体的体膨胀系数气体的体膨胀系数与气体温度成反比；温度越低，气体体膨胀系数越大。液体的体膨胀系数较小，但溶有少量气体时，稍大。在液压封闭系统中，温差较大时，要注意防止漏油和管道破裂。2.流体的（体积

5、）压缩率TT△VPP+△P气体压强越高，气体的等温压缩率越小，压缩越困难。3.流体的（体积）模量（K）温度不变时，每产生一个单位体积相对变化率所需要的压强变化量。K值越大，表示流体越不容易压缩。工程上常用K表示压缩性。随T、P变化在一定压强、温度下应按微分变化量计算液体的变化量小，根据其温度、压强的变化范围，常选取平均值。微分变化量→有限增量三、不可压缩流体的概念流体受压体积不减小流体受热体积不膨胀密度、比体积、相对密度均为常数通常条件下，液体近似可以看成不可压缩流体当水击现象、液压冲击、水中爆炸波传

6、播时就必须按照可压缩流体对待在容积为1.77m3的气瓶中，原来存在有一定量的CO，其绝对压强为1.034bar，温度为21℃，后来又用气泵输入1.36kgCO，测得输入后的温度为24℃，试求输入后的绝对压强是多少？例题解：设原质量为m1,输入的质量为m，输入后的质量为m2,第五节流体的粘性牛顿内磨檫定律克服摩擦维持上板匀速运动所需的功率速度在垂直方向单位长度上的变化率很小时速度分布近似直线规律牛顿流体和非牛顿流体凡符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，例如空气、水、汽油、煤油、甲醇、乙醇、甲苯等。凡不

7、遵循牛顿内摩擦定律的流体称为非牛顿流体，例如泥浆、有机胶体、油漆、污水等。非牛顿流体有三种类型塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体克服初始应力后，τ与速度梯度成正比当速度梯度较小时，τ对速度梯度的变化率较大；当速度梯度较大时τ的变化率逐渐变小。变化趋势和假塑性流体相反化工、食品、轻工等的流体大都是非牛顿流体。机械工业大都是牛顿流体2、流体的粘度（动力粘度、运动粘度）μ代表单位速度梯度下的切应力，Pa.s同一速度梯度下，不同则代表流体的粘性不同。可以直接判断流体粘性的大小。运动粘度动力粘度是单位速度梯度下的

8、切应力，可直接判断流体粘性的大小；运动粘度是动力粘度与流体密度的比值，不能直接判断粘性大小，只适合于判别密度几乎恒定的同一种流体在不同温度下的粘性变化情况。粘度的测量两种方法：直接测量法：根据粘性流动理论中的某一基本公式，测量该公式中除粘度外的所有参数，从而直接求出粘度。转筒式、毛细管式、落球式粘度计等，测试手段较复杂。间接测量法：首先利用仪器测定经过某一标准孔口流出一定量的流体所需要的时间，然后再利用仪器所特有的经验公式间接地计算出流体的粘度。T1——