《传输原理02.ppt

主要内容 介绍流体的概念、连续介质模型(流体连续性假设)； 相关知识（一） 流体力学的发展历史 流体力学的主要发展是从牛顿时代开始的，1687年牛顿在名著《自然哲学的数学原理》中讨论了流体的阻力、波浪运动等内容，使流体力学开始变为力学中的一个独立分支。此后，流体力学的发展主要经历了三个阶段： 相关知识（二） 1738年瑞士数学家：伯努利在名著《流体动力学》中提出了伯努利方程。 1755年欧拉在名著《流体运动的一般原理》中提出理想流体概念，并建立了理想流体基本方程和连续方程，从而提出了流体运动的解析方法，同时提出了速度势的概念。 1781年拉格朗日首先引进了流函数的概念。 1826年法国工程师纳维尔，1845年英国数学家、物理学家斯托克思提出了著名的N-S方程。 1876年雷诺发现了流体流动的两种流态：层流和紊流。 1858年亥姆霍兹指出了理想流体中旋涡的许多基本性质及旋涡运动理论，并于1887年提出了脱体绕流理论。 19世纪末，相似理论提出，实验和理论分析相结合。 1904年普朗特提出了边界层理论。 20世纪60年代以后，计算流体力学得到了迅速的发展。流体力学内涵不断地得到了充实与提高。 第一节 流体的概念及连续介质模型 一、? 流体的概念 第一节 流体的概念及连续介质模型 二、??连续介质（Continuous medium)模型 第一节 流体的概念及连续介质模型 第二节 流体的主要物理性质 一、???液体的压缩性和膨胀性 第二节 流体的主要物理性质 第二节 流体的主要物理性质 对气体而言，压力、温度的改变对气体密度的影响很大。在热力学中，用气体状态方程描述它们之间的关系。理想气体的状态方程为： 第二节 流体的主要性质 1）当气体温度不变时 第二节 流体的主要性质 第二节 流体的主要性质 3）若气体的变化过程是绝热过程 既不向外散热，也没有热量输入，根据热力定律可得：pvk =常数 不可压缩流体和可压缩流体 第三节 流体的粘性和内摩擦定律 一、 流体粘性的概念 二、 牛顿粘性定律 对图示的两平行板间的流动是层流时，在稳定状态下，使面积为A的平板保持以速度υ0运动必须施加一个力F，此时有： 牛顿粘性定律 第三节 流体的粘性和内摩擦定律 三、 粘度 理想流体的概念 第四节 牛顿流体与非牛顿流体 第四节 非牛顿流体 第四节 非牛顿流体 第二章 小结 一、基本概念、知识 第二章小结 粘度 第二章小结 牛顿流体：根据牛顿粘性定律，以切应力对速度梯度作图，若得到一条通过原点的直线，具有这种特性的流体称为牛顿流体，气体以及单相非聚合态的均质流体都属于牛顿流体。 非牛顿流体：不具有上述特点的流体 则称为非牛顿流体。 ` 材料加工冶金传输原理 2009@合肥工业大学材料学院材料成型与控制系 第二章 流体的性质 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 流体的特征及一些物理性质， 如压缩性、膨胀性、粘性等； 流体的类型 牛顿流体及非牛顿流体的概念及性质等。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 19世纪末，将理论分析方法和实验分析方法相结合，以解决实际问题，同时古典流体力学和实验流体力学的内容也不断更新变化，如提出了相似理论和量纲分析，边界层理论和紊流理论等，在此基础上，最终形成了理论与实践并重的研究实际流体模型的现代流体力学。在20世纪60年代以后，由于计算机的发展与普及，流体力学的应用更是日益广泛。 在古典“水动力学”的基础上纳维尔和斯托克思提出了著名的实际粘性流体的基本运动方程——N-S方程。 从而为流体力学的长远发展奠定了理论基础。但由于其所用数学的复杂性和理想流体模型的局限性，不能满意地解决工程问题，故形成了以实验方法来制定经验公式的“实验流体力学”。但由于有些经验公式缺乏理论基础，使其应用范围狭窄，且无法继续发展。 伯努里所提出的液体运动的能量估计及欧拉所提出的液体运动的解析方法，为研究液体运动的规律奠定了理论基础，从而在此基础上形成了一门属于数学的古典“