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流体力学Fluid Mechanics 闫小丽 闫小丽 办公室：9121 电话E-mail：yxl9212@nwsuaf.edu.cn 课程内容 绪论 流体静力学 流体动力学 管中流动 课程考核 期末笔试70% 平时成绩30% 考勤60%+作业实验报告40% 第一章 绪论 研究对象： 流体（fluid） 液体 气体 特性：流动（flow）性 遵循牛顿力学定律、质量守恒和能量守恒定律 研究流体力学的意义 第一章 绪论 流体质点与连续介质概念 流体的密度、比体积和相对密度 流体的压缩性和膨胀性 流体的粘性 第二节 流体质点与连续介质概念 自然界的物质： 固体 流体 液体 气体 一、连续介质模型 二、流体质点的概念 连续介质模型 流体由流体质点组成，流体质点连续的、无间隙的分布于整个流场。 在连续介质中，流体质点的一切物理量必然都是坐标与时间变量的单值、连续、可微的函数。 形成各种流场（标量和矢量） 连续函数等数学工具 第三节 流体的密度、比体积和相对密度 二、流体压缩性和膨胀性的系数表示方法 三、不可压缩流体的概念 流体受压体积不减小 流体受热体积不膨胀 密度、比体积、相对密度均为常数 通常条件下，液体近似可以看成不可压缩流体 当水击现象、液压冲击、水中爆炸波传播时就必须按照可压缩流体对待 在容积为1.77m3的气瓶中，原来存在有一定量的CO，其绝对压强为1.034bar，温度为21℃，后来又用气泵输入1.36kgCO，测得输入后的温度为24℃，试求输入后的绝对压强是多少？ 牛顿流体和非牛顿流体 凡符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，例如空气、水、汽油、煤油、甲醇、乙醇、甲苯等。 凡不遵循牛顿内摩擦定律的流体称为非牛顿流体，例如泥浆、有机胶体、油漆、污水等。 非牛顿流体有三种类型 塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体 粘度的测量 两种方法： 直接测量法：根据粘性流动理论中的某一基本公式，测量该公式中除粘度外的所有参数，从而直接求出粘度。转筒式、毛细管式、落球式粘度计等，测试手段较复杂。 间接测量法：首先利用仪器测定经过某一标准孔口流出一定量的流体所需要的时间，然后再利用仪器所特有的经验公式间接地计算出流体的粘度。 粘度的变化规律 (T、P) 由于分子结构及分子运动机理不同，液体和气体的粘度变化规律是截然不同的。 液体的粘度大小取决于分子间距和分子引力，当温度升高或压强降低时，液体膨胀、分子间距增大、分子引力减小，粘度降低。 液体粘度受温度影响非常显著，温度稍有升高，则各种液体的动力粘度和运动粘度均有明显下降。 气体的粘度变化规律 气体分子间距比较大而且分子运动比较剧烈，影响气体粘度大小的主要因素是分子热运动所产生的动量交换。 按照分子运动论，气体动力粘度的统计平均值为： 四、应用举例 利用牛顿内摩擦定律计算流体的粘性摩擦力，一般需要知道液流的速度分布规律； 对于工程中常见的缝隙流动，只要缝隙尺寸较小，都近似看成直线运动。 同心环形缝隙中的直线运动 同心环形缝隙中的回转运动 圆盘缝隙中的回转运动 1、同心环形缝隙中的直线运动 柱塞在缸筒中的匀速运动 3、圆盘缝隙中的回转运动 选择题 在常温下水的密度为 。 （A）10 （B）100 （C）998.2 （D）1000 在标准大气压下20℃时空气的密度为 。 （A）1.2 （B）12 （C）120 （D）1200 温度升高时，水的粘性 。 （A）变小 （B）变大 （C）不变 （D）不能确定 温度升高时，空气的粘性 。 （A）变小 （B）变大 （C）不变 （D）不能确定 动力粘滞系数与运动粘滞系数的关系为 。 （A） （B） （C） （D） 运动粘滞系数的单位是 。 （A） （B） （C） （D） 流体的粘性与流体的 无关。 （A）分子内聚力 （B）分子动量变化 （C）温度 （D）速度梯度 流体体积压缩系数是在 条件下单位压强引起的体积变化率。 （A）等压 （B）等温 （C）等密度 （D）体积不变 是非牛顿流体。 （A）空气 （B）水 （C）汽油 （D）沥青 静止流体 切应力。 （A）可以承受 （B）能承受很小的（C）不能承受 （D）具有粘性时可以承受 理想流体的特征是 。 （A）不可压缩 （B）粘滞系数为常数（C）无粘性 （D）符合牛顿内摩擦定律 不可压缩流体的特征是