热工基础 第1章 流体的基本概念和物理性质.pdf

第一篇 工程流体力学 ☞你想知道高尔夫球飞得远应表面光滑还是粗糙吗？ ☞你想知道汽车阻力来至前部还是尾部吗？ ☞你想知道机翼升力来至下部还是上部吗？ ☞你想知道……… ———请学习 工程流体力学 第1章 流体的基本概念和物理性质 目 第2章 流体静力学 录 第3章 流体动力学 第1章 流体的基本概念和物理性质 §1.1 流体力学发展史及应用 §1.2 流体的基本特征及连续介质假设 §1.3 流体的主要物理性质 §1.4 作用在流体上的力  本章重点： 1.流体的含义 2.流体质点、连续介质假设 3.流体的主要物理性质，重点是流体的易流动 性和粘滞性、牛顿内摩擦定律及其应用。 4.作用在流体上的力（表面力、质量力） §1.1 流体力学发展史及应用 流体力学在中国 大禹治水 4000多年前的大禹治水，说明我国古代已有大规模的治河工程。 都江堰、郑国渠、灵渠 秦代，在公元前256-前210年间便修建了都江堰、郑国渠、灵渠三大水 利工程，说明当时对明槽水流和堰流流动规律的认识已经达到相当水平。 龙首渠 （公元前156-前87） 西汉武帝时期，为引洛水灌溉农田，在黄土高原上修建了龙首渠，创造 性地采用了井渠法，即用竖井沟通长十余里的穿山隧洞，有效地防止了黄 土的塌方。 流体力学在中国 水利风力机械 在古代，以水为动力的简单机械也有了长足的发展，例如用水轮提水，或通 过简单的机械传动去碾米、磨面等。东汉杜诗任南阳太守时（公元37年）曾创造 水排 （水力鼓风机），利用水力，通过传动机械，使皮制鼓风囊连续开合，将空 气送入冶金炉，较西欧约早了一千一百年。 流体力学在中国  钱学森 （1911－2009） 为中国火箭导弹和航天事业作出了杰出贡献。1957年获中 国科学院自然科学一等奖，1979年获美国加州理工学院杰出校 友奖。1989年获小罗克维尔奖章和世界级科学与工程名人称号， 1991年被国务院、中央军委授予“国家杰出贡献科学家”荣誉 称号和一级英模奖章。  周培源 （1902－1993) 理论学家、流体力学家。主要从事物理学的基础理论中 难度最大的两个方面即爱因斯坦广义相对论引力论和流体力 学中的湍流理论的研究与教学并取得出色成果。  吴仲华 （1917－1992) 1952年发表的 《在轴流式、 径流式和混流式亚声速和 超声速叶轮机械中的三元流普遍理论》和1975年发表的 《使 用非正交曲线坐标的叶轮机械三元流动的基本方程及其解法》 中所建立的叶轮机械三元流理论，至今仍是国内外许多优良 叶轮机械设计计算的主要依据。 流体力学的西方史  阿基米德 （Archimedes ，公元前287 －212 ） 欧美史上有记载的最早从事流体力学现象研究的古希 腊学者。公元前250年发表学术论文 《论浮体》，第一个 阐明了相对密度的概念，发现了物体在流体中所受浮力的 基本原理── 阿基米德原理。  伽利略 （Galileo,1564-1642 ） 在流体静力学中应用了虚位移原理，并首先提出，运动物体的阻力随着 流体介质密度的增大和速度的提高而增大。  牛顿 （1642 －1727 ，英国） 数学家、物理学家、天文学家、自然哲学家。创建了微 积分和经典力学。恩格斯：牛顿由于发明了万有引力定律 而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科 学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科 学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学。 流体力学的西方史  伯努利 （D.Bernoulli ，1700 －1782 ） 瑞士科学家，1738年出版的名著 《流体动力学》中，建 立了流体位势能、压强势能和动能之间的能量转换关系──伯