流体力学 第一章.pptVIP

什么是流体？ 流体的一般定义：液体和气体的统称，它们没有一定的形状，容易流动。（现代汉语词典） 流体的力学定义：流体不能抵抗任何剪切力作用下的剪切变形趋势(体积保持不变)。 当剪切力停止作用后，固体变形能恢复或部分恢复，流体则不作任何恢复。 自然界的流体力学 自然界的流体力学 工程运用——航空航天 工程运用——建筑水利 工程运用——汽车 流体力学发展简史 第一阶段（16世纪以前）：流体力学形成的萌芽阶段 第二阶段（16世纪文艺复兴以后-18世纪中叶）流体力学成为一门独立学科的基础阶段 第三阶段（18世纪中叶-19世纪末）流体力学沿着两个方向发展——欧拉、伯努利 第四阶段（19世纪末以来）流体力学飞跃发展 第一阶段（16世纪以前）：流体力学形成的萌芽阶段 公元前2286年－公元前2278年 　　大禹治水——疏壅导滞（洪水归于河） 公元前300多年 　　李冰　　都江堰 公元584年－公元610年 　　隋朝　　南北大运河、船闸应用 　　埃及、巴比伦、罗马、希腊、印度等地水利、造船、航海产业发展 系统研究 　　古希腊哲学家阿基米德《论浮体》（公元前250年）奠定了流体静力学的基础 第二阶段（16世纪文艺复兴以后-18世纪中叶）流体力学成为一门独立学科的基础阶段 1586年　斯蒂芬——水静力学原理 1650年　帕斯卡——“帕斯卡原理” 1612年　伽利略——物体沉浮的基本原理 1686年　牛顿——牛顿内摩擦定律 1738年　伯努利——理想流体的运动方程即伯努利方程 1775年　欧拉——理想流体的运动方程即欧拉运动微分方程 第三阶段（18世纪中叶-19世纪末）流体力学沿着两个方向发展——欧拉（理论）、伯努利（实验） 工程技术快速发展，提出很多经验公式 　　　1769年　谢才——谢才公式（计算流速、流量） 　　　1895年　曼宁——曼宁公式（计算谢才系数） 　　　1732年　比托——比托管（测流速） 　　　1797年　文丘里——文丘里管（测流量） 理论 　　　1823年纳维，1845年斯托克斯分别提出粘性流体运动方程组（N-S方程） 第四阶段（19世纪末以来）流体力学飞跃发展 理论分析与试验研究相结合 量纲分析和相似性原理起重要作用 　　1883年　雷诺——雷诺实验（判断流态） 　　1903年　普朗特——边界层概念（绕流运动） 　　1933-1934年　尼古拉兹——尼古拉兹实验（确定阻力系数） 　　…… 流体力学 空气动力学、超高速气体动力学 物理化学流体力学 稀薄气体动力学 水动力学、船舶流体力学 环境流体力学 生物流体力学 多相流体力学 微流体力学 … … 流体的粘性：流体流动时产生内摩擦力的性质称为流体的黏性。流体内摩擦的概念最早由牛顿（I.Newton,1687）提出。 表面张力 第一章作业 1-8 1-9 1-12 1-15 黏度测量仪由内外两同心圆筒构成，空隙间充满油液，外桶转速为n(r/min),内桶 固定悬挂于一金属丝下，金属丝所受扭矩可以通过扭转的角度测定。内外桶半径 分别为r1和r2，间隙b=r2-r1，底面间隙为a，内桶高H，求油液动力黏度的计算式。 r1 r2 a M n H 内桶侧面由黏性切应力产生的对转轴的力矩 内桶底面所受的力矩 内桶所受的总的力矩 动力黏度计算公式 式中a，H，r1，r2 为几何参数，总力矩M测量可得，转数n给定。则 三、流体的压缩性和热胀性 流体受压，体积缩小，密度增大的性质称为流体的压缩性。流体受热体积膨胀密度减小的性质称为流体的热胀性。 液体的压缩系数 流体的弹性模量 液体的热胀性 气体的压缩性极热胀性 理想气体状态方程 P 气体的绝对压强，Pa T 气体的热力学温度，K ? 气体的密度，ｋｇ/m3 R 气体常数，J/(kg?K) 空气 R=287 其他气体R=8314/n n 气体的分子量 温度不变 压强不变 已知压强为98.07kPa,0℃时的烟气的密度为1.34kg/m3，求200℃时的烟气密度。 初始状态 水滴成球形以使其表面积最小 汞在玻璃表面的形状. 小汞滴成几乎完美的球形, 而大的汞滴成扁平状 1.表面张力σ：由分子的内聚力引起　单位：N/m 发生在液气接触的周界、液固接触的周界、不同液体接触的周界 四、表面张力特性 2.毛细现象：液固接触 液固间附着力大于液体的内聚力 液固间附着力小于液体的内聚力 由于重力与表面张力产生的附加压力的铅直分力相平衡，所以： 凹　上升 凸　下降 σ σ σ σ h θ h θ 接触角概念： 当液体与固体壁面接触时，在液体，固体壁面作液体表面的切面 此切面与固体壁在液体内部所夹部分的角度?称