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《流体力学与热力学原理》

本课程旨在介绍流体力学和热力学的基本原理，并将其应用于工程实

践。

课程概述

内容目的

本课程涵盖了流体力学和热力学的基础理论，包括流体静力帮助学生掌握流体力学和热力学的基本概念、原理和方法，

学、流体动力学、热力学基本定律、热功转换过程、热传导并能将其应用于解决实际工程问题。

、对流换热和辐射换热等。

绪论

流体力学与热力学的重要性

流体力学和热力学是工程领域的基础学科，在航空航天、能源

、化工、机械等领域有着广泛的应用。

课程内容概述

本课程将从流体力学的基本概念、流体的性质开始，介绍流体

静力学、流体动力学、流体机械，并深入探讨热力学的基本定

律、热功转换过程、热传导、对流换热和辐射换热等内容。

连续体假设

概念适用范围局限性

连续体假设认为流体是由连续的物质连续体假设适用于大多数工程应用中当流体密度非常低或流速非常高时，

组成的，忽略其内部的微观结构。，例如水流、空气流动等。连续体假设不再适用。

广义牛顿流体

牛顿流体非牛顿流体广义牛顿流体模型

剪切应力与剪切速率成剪切应力与剪切速率的将牛顿流体和非牛顿流

正比，其比例系数为黏关系不符合线性关系，体都囊括在内的模型，

度。例如血液、泥浆等。能够更好地描述实际流

体的流动行为。

物质的组成及状态

物质的组成

1

物质是由原子和分子组成的，不同的原子和分子构成了不同

的物质。

物质的状态

2

物质存在三种基本状态：固态、液态和气态，不同状态的物

质具有不同的物理性质。

流体的性质

3

流体是指能够流动、且具有可压缩性的物质，其性质包括密

度、黏度、表面张力等。

定常流动及其特征

定常流动

流体在空间某一点上的速度、压力等物理量不随时间变化的流

动。

特征

流线和迹线重合，流速不随时间变化，流动方向稳定。

应用

许多工程应用中，如管道流动、风机、水轮机等，都涉及定常

流动。

质量守恒定律

概念

质量守恒定律指出在一个封闭系统中，系统的总质量保持不变

。

流体中的应用

在流体流动中，质量守恒定律表现为流入控制体积的质量等

于流出控制体积的质量。

方程式

质量守恒定律可以表示为：ρ1V1=ρ2V2，其中ρ为密度

，V为体积。

动量守恒定律

流体中的应用

在流体流动中，动量守恒定律表现为

2流体对控制体积的净作用力等于控制

概念体积的动量变化率。