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武-第一章绪论40武-第一绪论40武-第一章绪论40武-第一章绪论40
第一章 绪论 第五节 流体的性质 工程中常用运动黏度,定义为 黏性系数一般仅随温度变化: 温度T 气体黏度 液体黏度 气体的动力黏度一般小于液体的动力黏度。例如,常温常压下水的粘度是空气的55.4倍: 水:μ=1×10-3Pa·s 空气:μ=1.8×10-5Pa·s 第一章 绪论 第五节 流体的性质 实际流体都有黏性——黏性流体; 黏性流体的控制方程组包含二阶偏导数项,使研究和分析非常复杂; 忽略黏性可使问题简化——理想流体; 理想流体模型适用于: 静止状态的流体 均匀流动 远离物面的流动 第一章 绪论 第五节 流体的性质 A—牛顿流体 B、C、D—非牛顿流体 剪应力和变形速率满足线性关系——牛顿流体; 剪应力和变形速率不满足线性关系——非牛顿流体。 第一章 绪论 第五节 流体的性质 三、液体的表面性质 表面张力——液体与气体接触 在液体的自由表面上,一侧是液体,另一侧是气体; 由于表面张力,液滴总是趋向于球形。 第一章 绪论 第五节 流体的性质 液体分子受其周围分子引力作用,合力为内聚力; 表面张力使液体表面趋向于球形; 表面张力的数值很小,一般可以忽略; 只有当自由液面的尺寸很小时,才需要考虑。 分子引力作用距离有限; 在远离液面内部 引力处于平衡状态 内聚力为零 靠近液面处 内部液体引力大于气体分子引力 内聚力不为零 方向指向液体内部 表面张力 第一章 绪论 第五节 流体的性质 三、液体的表面性质 毛细现象——液体与固体接触 液体分子和固体分子相互吸引——液体对固体壁面的附着力; 液体内聚力附着力→液体在表面张力作用下缩成一团,液面外凸; 液体内聚力附着力→液体沿固体壁面伸展,液面内凹,湿润固体壁面——浸润现象; 第一章 绪论 第五节 流体的性质 出现浸润现象时,表面张力将牵引液面上升一段距离——称为毛细现象。 液面上升高度与流体种类、管材、管径、气体种类、温度有关; 在一定条件下,管径越小上升越高; 管径大到一定程度(水20mm,水银12mm) ,可忽略毛细影响。 第一章 绪论 第六节 作用在流体上的力 作用在流体上的力有两类: 作用在流体上的外力 表面力 质量力 表面力——接触力,作用在所研究流体的表面上。对流体微团来说,表面力是由其外面的流体或物体对其作用产生的; 相对于流体表面,表面力可有任何方向,分解为垂直于表面的法向力 和平行于表面的切向力或剪切力 第一章 绪论 第六节 作用在流体上的力 质量力——体积力或彻体力,指流体处于一定力场中,作用在全部流体质点上的力; 质量力是非接触力,分布在整个体积上,大小与流体的质量或体积成正比,而与体积外的流体无关; 如,重力、带电流体在电场中的电动力、磁场中的磁力等; 以 代表单位质量流体的质量力,则作用在体积V上的质量力可以表示成 第一章知识点 流体,流体与固体的区别,液体,气体 不可压缩流体,可压缩流体 流体静力学,流体动力学 连续介质假设及其两个含义 流体的压缩性和膨胀性,压缩性系数,体积弹性模量,膨胀系数 黏性,动力黏度,运动黏度,牛顿内摩擦定律,牛顿流体,非牛顿流体,实际流体,理想流体 液体的表面性质,表面张力,浸润现象,毛细现象 作用在流体上的力,表面力,法向力,剪切力,质量力,彻体力 作业 思考题1-1、1-4、1-5、1-7 习题1-3、1-4、1-5、1-9、1-10 工程流体力学基础 为什么学习流体力学 物质形态 固态、液态、气态、等离子态 生活环境 水、空气和气象 人体自身 体液循环、呼吸 水利工程 水的流动、作用、利用 机械工程 交通工具、液压机械和气动机械 武器工程 发射、燃烧、爆炸、飞行、液压缓冲 航空航天 推进、飞行等 以流体为研究对象,是研究流体平衡和运动规律的科学。 工程流体力学基础 课程内容 第一章 绪论——基本知识 第二章 流体静力学——欧拉平衡微分方程 第三章 流体动力学基础——基本概念、控制方程组、伯努利方程及其应用 第五章 黏性流体的一维流动——黏性管流及其损失 第六章 气体的一维定常流动——气体的三种特殊流动状态、喷管流动计算 第九章 膨胀波和激波——膨胀波、正激波、斜激波 工程流体力学基础 第一章 绪论 流体力学的研究内容和方法 流体力学在工程技术中的地位 流体的定义及特征 连续介质模型 流体的性质 作用在流体上的力 第一章 绪论 第一节 流体力学的研究内容和方法 一、流体力学的分类 流体力学 运用数学推理获得 流体运动的严密理论 对工程问题做合理假设,用近似处理获得有应用价值的结论。 理论流体力学 应用(工程)流体力学 第一章 绪论 第一节 流体力学的研究内容和方法 二、流体力学的研究方法 理论流体力学 实验流体力学 理论分析
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