工程流体力学第一章 流体的物理性质ppt课件.ppt

《工程流体力学第一章 流体的物理性质ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、EngineeringFluidMechanics主讲教师杨含离工程流体力学第一章流体的主要物理性质§1-1流体的特征及连续介质模型§1-2流体密度的相关概念§1-3流体的压缩性和膨胀性§1-4作用在流体上的力§1-5流体的粘性§1-6表面张力和毛细现象第一章流体的主要物理性质一、流体与固体的区别：第一章流体的主要物理性质§1-1流体的特征及连续介质模型从力学角度看，固体在确定的剪切力的作用下产生一定的变形；流体在剪切力作用下产生连续的的变形，即连续运动。第一章流体的主要物理性质流体的定义：流体是一种受到任何微小剪切应力作用时，都能连续变形的物质。这种连续变形的运动

2、，就是流动。流体的流动性表现在：1.在剪切力持续作用下，流体能产生无限大的变形；2.在剪切力停止作用时，流体不作任何恢复变形；4.任意搅拌的均质流体，不影响其宏观物理性质；3.在流体内部压强可向任何方向传递；5.粘性流体在固体壁面满足不滑移条件；6.在一定条件下流体内部可形成超乎想象的复杂结构。第一章流体的主要物理性质二、液体与气体的区别1.流动性：气体分子间距大，流动性大；液体分子间距小，流动性小；2.压缩性：随着压强的增加，流体体积缩小－－可压缩性。气体分子间距大，可压缩性大；液体分子间距小，可压缩性小。三、连续介质模型第一章流体的主要物理性质连续介质假设模型是

3、对物质分子结构的宏观数学抽象。假设流体微团是由足够数量的分子组成，连续充满它所占据的空间，彼此间无任何间隙。(1)可用连续性函数f(x,y,z,t)描述流体质点物理量的空间分布和时间变化规律；(2)由物理学基本定律建立流体运动微分或积分方程，并用连续函数理论求解方程。•除了稀薄气体与激波的绝大多数工程问题，均可用连续介质模型作理论分析。第一章流体的主要物理性质§1-2流体密度的相关概念对于流体中各点密度相同的均质流体，其密度（1-1）式中：—流体的密度，kg/m3；m—流体的质量，kg；V—流体的体积，m3。一流体的密度流体的密度是流体的重要属性之一，它表征流体在

4、空间某点质量的密集程度，流体的密度定义为：单位体积流体所具有的质量，用符号来表示。第一章流体的主要物理性质对于各点密度不同的非均质流体，在流体的空间中某点取包含该点的微小体积，该体积内流体的质量，则该点的密度为（1-2）二、流体的相对密度流体的相对密度是指某种流体的密度与4℃时水的密度的比值，用符号d来表示。（1-3）式中：—流体的密度，kg/m3；—4℃时水的密度，kg/m3。表1-1和表1-2列出了一些常用液体、气体在标准大气压强下的物理性质。第一章流体的主要物理性质表1-1在标准大气压下常用液体的物理性质第一章流体的主要物理性质表1-2在标准大气压和20℃常

5、用气体性质第一章流体的主要物理性质三、流体的比容单位质量流体所占用的空间体积。＝1/kg/m3§1-3流体的压缩性和膨胀性随着压强的增加，流体体积缩小；随着温度的增高，流体体积膨胀，这是所有流体的共同属性，即流体的压缩性和膨胀性。一、流体的膨胀性在一定的压强下，流体的体积随温度的升高而增大的性质称为流体的膨胀性。第一章流体的主要物理性质流体膨胀性的大小用体积膨胀系数来表示，它表示当压强不变时，升高一个单位温度所引起流体体积的相对增加量，即（1-4）式中—流体的体积膨胀系数，1/℃，1/K；—流体温度的增加量，℃，K；—原有流体的体积，m3；—流体体积的增加量，m

6、3。第一章流体的主要物理性质表1-3水的体胀系数（1/℃）第一章流体的主要物理性质2、流体的压缩性在一定的温度下，流体的体积随压强升高而缩小的性质称为流体的压缩性。流体压缩性的大小用体积压缩系数k来表示。它表示当温度保持不变时，单位压强增量引起流体体积的相对缩小量，即(1-5)式中—流体的体积压缩系数，m2/N；—流体压强的增加量，Pa；—原有流体的体积，m3；—流体体积的增加量，m3。第一章流体的主要物理性质由于压强增加时，流体的体积减小，即与的变化方向相反，故在上式中加个负号，以使体积压缩系数恒为正值。表1-40℃水在不同压强下的k值第一章流体的主要物理性质气体

7、的压缩性要比液体的压缩性大得多，这是由于气体的密度随着温度和压强的改变将发生显著的变化。对于完全气体，其密度与温度和压强的关系可用热力学中的状态方程表示，即（1-6）式中—气体的绝对压强，Pa；—气体的密度，kg/m3；—热力学温度，K；—气体常数，J/(kg·K)。常用气体的气体常数见表1-2。第一章流体的主要物理性质解：200ºC时：1=998.23kg/m3800CºC时：2=971.83kg/m3例1-1200ºC体积为的2.5m3水，当温度升至800ºC时，其体积增加多少？（200ºC时1=998.23kg/m3800CºC时：2=971.83