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西安交通大学流体力学期末总复习--第1页

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第一章流体及其主要物理性质

一概念

流体:在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物体。

连续介质模型:假定组成流体的最小物质实体是流体质点,流体是由无限多个流体质点

组成,质点之间不存在间隙。

适用条件:分子平均自由程远小于流动问题特征尺寸。

不适用条件:稀薄气体,激波层内等。

粘性:流体抵抗剪切变形(相对运动)的一种属性。

流体层间无相对运动时不表现粘性

牛顿平板实验:

两板间流体速度:

剪切力,即:

或:

式中与板间流体的种类、流体的温度、压强有关,成为液体的动力粘性系数,简称粘

性系数。

流体做任意层状流动:

牛顿内摩擦定律的数学表达式

式中是角变形率或角变形速度。

凡符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。

产生粘性机理:

同一种流体的动力粘性系数与流体的温度有很大的关系,而受压强的影响很小。液体与气体

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的产生粘性机理不一样,液体的粘性主要取决于分子间的距离和分子间的吸引力,故温度升

高粘性下降;气体的粘性主要取决于分子气体热运动所产生的动量交换,故温度升高,其粘

性增大。

在国际单位中:

μ反应流体真实粘性的大小

运动粘性系数:

物理单位是:

粘性系数等于零的流体称为理想流体或无粘流体。

工程上常用体积弹性模量衡量流体的可压缩性,体积弹性模量定义为:

体积弹性模量的量纲和压强相同,是或。

流体的压缩性越大,则越大,即越小;反之,可压缩性越小,则

小,即越大。

体积弹性模量又可以表示为:

等温体积弹性模量:

等熵体积弹性模量:

由:

当很小或者很大,由或者二者兼得,则此时流体的密度相对变化量就很小。如果忽

略流体密度的变化,不考虑流体的可压缩性的影响,这种简化的模型称为不可压缩流体,

其密度可视为常量;反之,考虑密度为变量或压缩性影响的流体,称为可压缩流体。

不可压缩流体:液体低速流动的气体

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可压缩流体:气体水下爆炸和水锤现象的液体

几个概念:转速n(r/min)

角速度ω(rad/s)=2πn/60

线速度u(m/s)=rω==dω/2

功率N(w)=F·u=F·rω=Mω

转矩M(N·m)=F·r=F·d/2

二计算

牛顿内摩擦定律的应用——间隙很小的无限大平板或圆筒之间的流动。

第二章流体静力学

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