西安建筑科技大学-811水力学-重难点解析(1)

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1、西安建筑科技大学《８１１水力学》重难点解析第１讲绪论重点难点识记连续介质概念，质量力和表面力的定义，密度、容重及相对体积质量的定义及其相互之间的联系，压缩系数和膨胀系数的定义式。领会流动性的力学含义，单位质量力和应力的概念，黏性的物理概念应用牛顿内摩擦定律计算黏性效应；液体压缩性的计算。知识点解析流体力学的研究对象流体是液体和气体的总称，流体力学研究流体的平衡和宏观机械运动的规律及其应用。因此提出连续介质的模型，认为流体质点完全充满所占空间，没有间隙存在，其物理性质和运动要素都是连续分布的作用在流体

2、上的力从力的作用方式考虑，流体受力分为质量力和表面力两大类。质量力是指作用于流体的每一质点上，大小与流体质量成正比的力，比如重力和惯性力，单位质量的流体所受的质量力称为单位质量力，常表示为ｆ＝ｘｉ＋ｙｊ＋ｚｋ表面力是指作用于流体的表面上，大小与作用面积成正比的力，如流体压力，流动阻力等，单位面积上作用的表面力称表面应力。一般分解法向压应力和切应力。ΔＰΔＴｐ＝ｌｉｍ，τｌｉｍΔＡ→０ΔＡΔＡ→０ΔＡ流体的主要力学性质流动性流动性是流体的基本特性，指的是流体在静止时不能承受切力，任何微小的切力作用都将

3、使流体质点之间产生相对运动，即流动。容重和密度惯性是物体保持原有运动状态的性质，质量越大，惯性越大。单位体积的质量称为密度。流体因受到地球引力作用而具有重力或重量的特性称为重力特性，单位体积的重量称为容重，密度和容重的关系为γ＝ρｇ某种流体的质量与４Ｃ时相同体积水的质量之比称为相对体积质量—１—考试点（ｗｗｗ．ｋａｏｓｈｉｄｉａｎ．ｃｏｍ）名师精品课程电话：４００－６８８５－３６５γρｓ＝＝γｗρｗ３３常用数值ρｗ＝１０００ｋｇ／ｍ，γｗ＝９８００Ｎ／ｍ，ＳＨｇ＝１３．６压缩性与膨胀性当作用在流体上

4、的的压强ｐ增加时，流体所占有的体积Ｖ将减小，这种特性称为流体的压缩性。液体的压缩性用体积压缩系数表示，即在一定的温度下，单位压强变化产生的体积变化率，压缩系数的倒数称为弹性系数（液体的压缩系数随温度和压强而变化）液体的膨胀性用温度膨胀系数表示，即在一定的压强下，单位温度变化产生的体积变化率。（液体的膨胀系数随温度和压强而变化）在液体和低速气流中，压缩性和膨胀性的影响很小，一般可以忽略，即视为不可压缩流体模型，均质不可压缩流体中，密度为常数。黏性黏性是流体流层之间因为相对运动而产生内摩擦力以阻碍相对运

5、动的性质，在牛顿流体中，内摩擦力或黏性力服从牛顿内摩擦定律ｄｕｄｕＴ＝μＡ，τ＝μｄｙｄｙ可证明速度梯度等于流体微团的剪切变形速度，所以内摩擦力与剪切变形率成正比。流体黏性大小度量用动力粘性系数或运动黏性系数来表示理想流体指的是完全没有粘性的流体。温度对流体的黏性影响温度升高时液体的粘性系数降低，流动性增加。气体则相反，温度升高，它的粘性系数增大。这是因为液体的黏性主要是由分子间的内聚力造成的，温度升高时，分子间内聚力减小，黏性系数值降低；造成气体黏性的主要原因则是气体内部分子的运动，它使得速度不同

6、的相邻气体层之间发生质量和动量的交换。当温度升高时，气体分子运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量和动量交换随之加剧。所以气体的黏性将增大。物理量的单位与量纲量纲表示这个物理量的种类一个物理量ｑ，若其数值依赖于量度单位制，则此量称为有量量纲。若其数值与所采用的量度单位制无关，则称为无量量纲。力学基本量已选定为长度Ｌ、质量Ｍ和时间Ｔ国际单位制：长度用米；时间用秒；质量用公斤。１－１轻柴油在温度１５℃时相对密度为０．８３，求它的密度和重度。—２—西安建筑科技大学《８１１水力学》重难点解析３ρ水＝

7、１０００ｋｇ／ｍργ解４℃时相对密度ｄ＝＝３γ水＝９８００Ｎ／ｍρ水γ水３ρ＝０．８３ρ水＝０．８３×１０００＝８３０ｋｇ／ｍ所以３γ＝０．８３γ水＝０．８３×９８００＝８１３４Ｎ／ｍ３１－２甘油在温度０℃时密度为１．２６ｇ／ｃｍ，求以国际单位表示的密度和重度。３３解ｌｇ／ｃｍ＝１０００ｋｇ／ｍγ＝ρｇ３３３ρ＝１．２６ｇ／ｃｍ＝１２６０ｋｇ／ｍγ＝ρｇ＝１２６０×９．８＝１２３４８Ｎ／ｍ９２１－３水的体积弹性系数为１．９６×１０Ｎ／ｍ，问压强改变多少时，他的体积相对压缩１％？１ｄＶ／Ｖ解Ｅ＝（Ｐ

8、ａ）βｐ＝βｄｐΔＶ／ＶΔＶ７Δｐ＝＝＝０．０１Ｅ＝１．９６×１０Ｐａ＝１９．６ＭＰａβｐＶ３８２３１－４容积４ｍ的水，温度不变，当压强增加１０Ｎ／ｍ时容积减少１０００ｃｍ，求该水的体积压缩系数βｐ和体积弹性系数Ｅ。－６－１０００×１０ΔＶ／Ｖ４－９－１解βｐ＝－＝－５＝２．５×１０ｐａΔｐ１０１１８Ｅ＝＝＝４×１０ｐａ－９βｐ２．５×１０２１－５石油相对密度０．９，粘度２８ｃＰ，求运动粘度为多少ｍ／Ｓ？－２－３解ＩｃＰ＝１０Ｐ＝１ｍＰａ·ｓ＝１０Ｐａ·ｓ１Ｐ＝０．１