第七章 流体及其物理性质.ppt

第七章 流体及物理性质 第一节 流体的定义和连续介质模型 第二节 流体的主要物理性质 第三节 作用在流体上的力 参考书： 流体力学（第3版） 张兆顺，崔桂香 著 清华大学出版社 ISBN：9787302397854 指具有流动性且自身不能保持一定形状的物体，如气体和液体。 一、流体的定义和特征 流 动 即流体受切应力时产生的变形 第一节 流体的定义和连续介质模型 特征 流体只能承受压力，不能承受拉力。在即使是很小剪切力的作用下也将流动（变形）不止，直到剪切力消失为止。 没有固定的形状。液体的形状取决于盛装它的容器；气体完全充满容器。 流体具有可压缩性。液体可压缩性小，气体可压缩性大。 流体具有明显的流动性；气体的流动性大于液体。 液体和气体的共同点：??? 两者均具有易流动性，即在任何微小切应力作用下都会发生变形或流动，故二者统称为流体。 有无固定的体积？ 能否形成自由表面？ 是否容易被压缩？ 流体 气体 无 否 易 液体 有 能 不易 呈现流动性？ 流体 固体 液体、气体与固体的区别 微观上：流体分子距离的存在以及分子运动的随机性使得流体的各物理量在时间和空间上的分布都是不连续的。 宏观上：当所讨论问题的特征尺寸远大于流体的分子平均自由程时，可将流体视为在时间和空间连续分布的函数。 1、问题的提出 二、? 流体的连续介质模型（连续介质假设） 2、 流体质点（流体微团）概念 宏观（流体力学处理问题的尺度）上看，流体质点足够小，只占据一个空间几何点，体积趋于零。 微观（分子自由程的尺度）上看，流体质点是一个足够大的分子团，包含了足够多的流体分子。 ? 3、流体连续介质模型： 连续介质：质点连续地充满所占空间的流体或固体。 ??? 连续介质模型：把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质，且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函数的一种假设模型：u =u(t,x,y,z)。 航天器在高空稀薄的空气中的运行 血液在毛细血管中的流动 特例 第二节 流体的主要物理性质 一、流体的密度 （一）、流体的密度 流体的密度定义：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 式中： ρ—流体的密度，kg/m3； M —流体的质量，kg； V—流体的体积，m3。 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为 则该点的密度为 （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。 式中： —流体的密度，kg/m3； —4℃时水的密度，kg/m3。 比容： 密度的倒数 （一）、流体的压缩性（P74） 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 来表示。 即当温度保持不变时，单位压强增量引起流体体积的相对缩小量， 式中 —流体的体积压缩系数，m2/N； —流体压强的增加量，Pa；