流体力学 第一章 绪论1

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1、工程流体力学主讲：施雯(13926728103)化工学院油气储运教研室1、航空工程和造船工业中的基本问题飞机及船的外形设计、操作性、稳定性都向流体力学提出了广泛的研究课题，并促使流体力学得到了很大的发展。2、水利工程等关系国计民生的大工程大型水利枢纽、水库、水力发电站的设计和建造、洪峰的预报、河流泥沙等问题都是与流体力学紧密联系在一起的。3、流体力学的研究对于动力机械制造工业也具有重要意义提高发动机、压缩机和水泵等动力机械的性能与正确地设计叶片、导流片及其它零件的形状有关。汽车尾翼4、现代气象科学与天文学现代气

2、象科学的基本问题——天气预报也是绝对离不开流体力学知识的。在天文学上也有流体力学广阔的研究天地，例如研究星系螺旋结构，研究组成星云的气状物质的运动，研究气云的膨胀及其相互作用等问题都是宇宙流体力学的研究内容。5、边缘科学由于科学技术的飞速发展，流体力学和其他学科相互渗透，形成了一系列边缘科学，例如电磁流体力学、化学流体力学、高温气体力学、爆炸力学、生物流体力学、非牛顿流体力学等。6、日常生活水击现象体育第一章绪论第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第二节流体的基本概念第三节流体的主要力学性质第四节作用在流体

3、上的力第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用一、工程流体力学的研究内容和研究方法1、研究内容工程流体力学是力学的一个分支，它主要研究流体的静止和运动时所遵循的基本规律，以及流体与固体的相互作用，用以解决工程实际问题。工程流体力学研究内容：流体静力学、流体运动学和流体动力学三部分。一、工程流体力学的研究内容和研究方法2、研究方法流体力学研究方法：理论方法，实验方法。流体力学分为理论流体力学、工程流体力学和水力学。3、工程流体力学的研究对象包括气体和液体，它们统称为流体。流体力学的中心问题有两个：（1）研究流体中

4、速度和压力的分布以及变化规律。（2）研究流体对物体的作用力及力矩，研究它们产生的原因、计算方法以及影响因素。二、流体力学的发展简史1、阿基米德（Archimedes，公元前287-公元前212）2、牛顿（Newton,I.，1642-1727年）3、伯努利（Bernoulli，D．1700-1782年）二、流体力学的发展简史4、欧拉（Euler，L.1707-1783年）5、拉格朗日（Lagrange，1736-1813年）6、纳维和斯托格斯（N-S方程）7、普朗特三、工程流体力学在石油工业中的作用（1）管、罐

5、、泵的设计与使用（2）校核油罐的结构强度（3）估计油槽车、油罐的装卸时间第二节流体的基本概念一、流体的概念流体指可以流动的物质。定义：在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的物质，称为流体。流体与固体最显著的差别就是具有流动性。特征：流体不能保持一定的形状。气体与液体的差别二、连续介质假设内容：认为流体质点是微观上充分大、宏观上充分小的分子团，它完全充满所占空间，没有空隙存在。合理性：在标准状态下，lmm3气体中有2.7×1016个分子；lmm3的液体中有3×1019个分子。可见分子间的间隙是极其微小的。

6、因此在研究流体宏观运动时，可以忽略分子间的间隙，而认为流体是连续介质。二、连续介质假设必要性：当把流体看作是连续介质后，表征流体性质的密度、速度、压强和温度等物理量在流体中也应该是连续分布的。这样，可将流体的各物理量看作是空间坐标和时间的连续函数，从而可以引用连续函数的解析方法等数学工具来研究流体的平衡和运动规律。第三节流体的主要力学性质一、密度二、压缩性和膨胀性三、粘性四、表面张力一、密度单位体积流体所具有的质量，用符号ρ来表示。对于流体中各点密度相同的均质流体，其密度国际单位对于各点密度不同的非均质流体，某

7、一点的密度为一、密度比容：单位质量的流体所占有的体积比容的单位为一、密度相对密度（比重）液体的相对密度是指其密度与标准大气压下4℃纯水的密度比值。气体的相对密度二、压缩性和膨胀性1、压缩性在温度不变的条件下，流体的体积会随着压力的变化而变化的性质。压缩性的大小用体积压缩系数表示单位Pa-1二、压缩性和膨胀性2、膨胀性在压力不变的条件下，流体的体积会随温度的变化而变化的性质。其大小用体积膨胀系数表示。单位K-1