1工程流体力学 第一章流体及其主要物理性质.ppt

§1-3 流体的可压缩性 压缩性系数：单位压力变化引起的体积的相对收缩量。 一、可压缩性 ?体积弹性模数: 流体压缩前的体积 流体上体积的变化量 流体上压强的变化量 由于压缩过程中的质量不变， §1-3 流体的可压缩性（续1） 对大部分流体，体积弹性模数都很大。 常温下：水E v ＝2.18×109N/m2, 空气E v ＝~ 105N/m2, 气体的压缩性与压缩过程有关。 §1-3 流体的可压缩性（续2） 例1-3 求在常温和常压状态下，将水的体积缩小5/1000时，所需增加的压强是多少。 解：因为水在常温常压状态下 E v＝const 查附录表1 ，得此状态下水的体积弹性模量为 §1-3 流体的可压缩性（续3） 设：压缩初始状态的参数以下标1表示，压缩结束时的状态参数以下标2表示。 根据： 得： §1-3 流体的可压缩性（续4） 积分上式得 令 §1-3 流体的可压缩性（续5） 将 在 为小量的情况下，二阶以上小量 可忽略不计，故得： §1-3 流体的可压缩性（续6） 二、可压缩流体和不可压流体 不可压缩流体——不考虑流体的可压缩性的影响，这种简化的流体模型称为不可压缩流体。 §1-3 流体的可压缩性（续7） 严格讲不可压流体是不存在的，真实的流体都是可压缩的但 ?p 引起的 ?? 很小时，可以认为： ?＝const Ev ?? 相对体积变化速率为零—线变形速率之和为零 §1-3 流体的可压缩性（续8） §1-4 作用在液体上的力 一、质量力 指作用于流体内部每一个质点上的力，其大小与流体的质量成正比。 常见的质量力有重力和惯性力。 匀加速直线运动时： 质量力有重力和惯性力。 绕某轴作等速旋转时： 质量力含重力和离心惯性力。 §1-4 作用在液体上的力（续1） 单位质量力在各轴的分量为X、 Y、 Z。 液体体积为V，质量为M，质量力为F，在各轴的分量为F x、F y 、 F z 、则： 单位质量力表示外力场的强度，它的物理量纲与加速度相同。 在直角坐标系中，习惯以X, Y, Z来表示质量力的分量。 §1-4 作用在液体上的力（续2） 指作用在所研究的那部分流体表面上的力，其大小与表面积成正比。 表面力包括： 与流体表面垂直的法向力 与流体表面相切的切向力。 二、表面力 §1-4 作用在液体上的力（续3） 适用范围： 静止流体内部; 流体与固体接触表面。 §1-4 作用在液体上的力（续4） 第一章 流体及其物理性质小结 一、基本概念 流体、流体质点、连续介质 模型 粘性、动力粘性系数、运动粘性系数、实际流体、理想流体、牛顿流体、非牛顿流体 可压缩流体、不可压缩流体、体积弹性模量 质量力、表面力 二、流体的粘性 液体：温度升高，粘性下降； 动力粘性系数受流体的温度的影响很大，而受压强的影响较小。 气体：温度升高，粘性增加。 第一章 流体及其物理性质小结 流体的压缩性小,对应的体积弹性模量值越大。 不可压缩流体:忽略流体密度的变化，不可压缩流体的密度视为常量，体积弹性模量为无限大。 三、流体的压缩性 体积弹性模量的定义： 第一章 流体及其物理性质小结 体积弹性模量依赖于压缩过程所决定的压强与密度的关系。 题型： 等温体积弹性模量和等熵体积弹性模量的计算；气体温度和体积的计算。 第一章 流体及其物理性质小结 1.表面力(面积力) 作用在分离出的流体对象表面上的力，接触力。它是分离体以外的流体或其它物体通过接触面作用在分离体上的力。 2.质量力(场力/体积力) 某种力场作用在流体的全部质点(全部体积)上的力，是和流体的质量(体积)成正比的力。 四、作用在流体上的力 第一章 流体及其物理性质小结 第一章 1.习题：1-3、1-7、1-9、1-11 2. 完成第一章小结，并写在上课笔记本上。 第一次作业 * * 水，每增加一个大气压，体积变化小于1/10000 气体等温压缩，压力增加一倍，体积缩小一倍。 北京石油化工学院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 北京石油化工学院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOL