第一章_流体及其主要物理性质.ppt

?? 1.工程流体力学的任务是研究流体的宏观机械运动，提出了流体的易流动性概念，即流体在静止时，不能抵抗剪切变形，在任何微小切应力作用下都会发生变形或流动。同时又引入了连续介质模型假设，把流体看成没有空隙的连续介质，则流体中的一切物理量（如速度u和密度r）都可看作时空的连续函数，可采用函数理论作为分析工具。 ? 2.流体的压缩性，一般可用体积压缩率和体积模量来描述，通常情况下，压强变化不大时，都可视为不可压缩流体。 本章小结 它表明流体的切应力大小与速度梯度或角变形率或剪切变形速率成正比，这是流体区别于固体（固体的切应力与剪切变形大小成正比）的一个重要特性。根据是否遵循牛顿内摩擦定律，可将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。 3.牛顿内摩擦定律 思考题 1-1 液体与气体有哪些不同性质？ 1-2 何谓连续介质？引入的目的意义何在？ 1-3 密度、重度和比重的定义以及它们之间的关系如何？ 1-4 流体的压缩性和膨胀性如何去度量？温度和压力对它们怎样影响？ 1-5 何谓流体的粘性？如何度量流体粘性的大小？液体和气体的粘性有何区别？其原因何在？ 1-6 作用在流体上的力，包括哪些力？在何种情况下有惯性力？何种情况下没有摩擦力？ * * 4、理想流体的假设 如前所述，实际流体都是具有粘性的，都是粘性流体。不具有粘性的流体称为理想流体，在实际流体的粘性作用表现不出来的场合(像在静止流体中或匀速直线流动的流体中)，完全可以把实际流体当理想流体来处理。在许多场合，想求得粘性流体流动的精确解是很困难的。对某些粘性可忽略的问题，会使问题的分析大为简化，从而有利于掌握流体流动的基本规律。至于粘性的影响，则可根据试验引进必要的修正系数，对由理想流体得出的流动规律加以修正。 表1-5 水的粘度与温度的关系 水： 空气： 常温常压下，水和空气的粘度系数分别为 表1-6 空气的粘度与温度的关系 常温常压下，水和空气的粘度系数分别为 1-2 流体的动力粘度 图1-3 流体的运动粘度 例： 一底面积为45x50cm2 ， 高为1cm的木块， 质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动， 木块运动速度u=1m/s ，油层厚度1mm ，斜坡角 22.620 (见图示)，求油的粘度 。 解：木块重量沿斜坡分力F与切力 T平衡时，等速下滑 例1-4 一平板距另一固定平板δ=0.5mm，二板水平放置，其间充满流体，上板在单位面积上为τ=2N/m2的力作用下，以u=0.25m/s的速度移动，求该流体的动力粘度。 解 由牛顿内摩擦定律（1-10） 由于两平板间隙很小，速度分布可认为是线性分布， 可用增量来表示微分 （Pa·s） 例1-5 长度L=1m，直径d=200mm水平放置的圆柱体，置于内径D=206mm的圆管中以u=1m/s的速度移动，已知间隙中油液的相对密度为d=0.92，运动粘度ν=5.6×10-4m2/s，求所需拉力F为多少？ 解 间隙中油的密度为 （kg/m3） 动力粘度为 （Pa·s） 由牛顿内摩擦定律 由于间隙很小，速度可认为是线性分布 （N） 四 液体的表面张力和毛细现象 1、表面张力 当液体与其它流体或固体接触时，在分界面上都产生表面张力，出现一些特