流体的主要物理力学性质

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1、工程流体力学过程装备与控制工程教研室李洪亮1过程装备与控制工程教研室你想知道高尔夫球飞得远应表面光滑还是粗糙吗？你想知道汽车阻力来至前部还是尾部吗？你想知道机翼升力来至下部还是上部吗？你想知道同一容器上同高同径孔口和管嘴泄流谁的流速大、谁的流量大吗？………2过程装备与控制工程教研室《工程流体力学》是热能与动力工程等专业的一门重要的专业基础课，它为学好专业课和今后从事专业技术工作以及科学研究工作打下必要的流体力学基础。3过程装备与控制工程教研室课程安排计划学时：64周学时：4课程性质：必修考试（考查）方式：考试4过程装备与控制工程教研室使用教材：孔珑主编《流体力学》，

2、高等教育出版社参考教材：黄卫星主编《工程流体力学》，化学工业出版社陈卓如主编《工程流体力学》，高等教育出版社张也影主编《流体力学》，高等教育出版社吴望一主编《流体力学》，北京大学出版社5过程装备与控制工程教研室本课程的内容第1章绪论第2章流体静力学第3章流体运动学和动力学基础第4章相似原理和量纲分析第5章管流损失和水力计算第6章气体的一维定常流动第7章理想流体多维流动基础第8章粘性流体多维流动基础6过程装备与控制工程教研室高尔夫球表面为什么有很多小凹坑？最早的高尔夫球现在的高尔夫球7过程装备与控制工程教研室高尔夫球表面为什么有很多小凹坑？高尔夫球表面之所以设计有许多

3、小凹坑，其目的是让高尔夫球飞得更远。高尔夫球表面的小凹坑可以减少空气的阻力，增加球的升力。通常说来，尾流范围越小，球体后方的压力就越大，空气对球的阻力就越小。高尔夫球的自旋大约提供了一半的升力，另外一半则是来自小凹坑。8过程装备与控制工程教研室汽车阻力来自前部还是后部？汽车发明于19世纪末，当时人们认为汽车的阻力主要来自前部对空气的撞击，因此早期的汽车后部是陡峭的，称为箱型车，阻力系数CD很大，约为0.8。9过程装备与控制工程教研室汽车阻力来自前部还是后部？实际上汽车阻力主要来自后部形成的尾流，称为形状阻力。10过程装备与控制工程教研室汽车阻力来自前部还是后部？20

4、世纪30年代起，人们开始运用流体力学原理改进汽车尾部形状，出现甲壳虫型，阻力系数降至0.6。11过程装备与控制工程教研室汽车阻力来自前部还是后部？20世纪50－60年代改进为船型，阻力系数为0.45。12过程装备与控制工程教研室汽车阻力来自前部还是后部？80年代经过风洞实验系统研究后，又改进为鱼型，阻力系数为0.3。13过程装备与控制工程教研室汽车阻力来自前部还是后部？以后进一步改进为楔型，阻力系数为0.2。14过程装备与控制工程教研室汽车阻力来自前部还是后部？90年代后，科研人员研制开发的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。15过程装备与控制工程教研室汽车阻力来自

5、前部还是后部？经过近80年的研究改进，汽车阻力系数从0.8降至0.137，阻力减小为原来的1/5。目前，在汽车外形设计中流体力学性能研究已占主导地位，合理的外形使汽车具有更好的动力学性能和更低的耗油率。16过程装备与控制工程教研室机翼升力来至下部还是上部？17过程装备与控制工程教研室第1章绪论18过程装备与控制工程教研室本章内容1.1流体力学发展史简述1.2流体力学的研究内容、研究方法和应用1.3流体的定义和特征连续介质模型1.4作用在流体上的力1.5流体的主要物理性质19过程装备与控制工程教研室1.1流体力学发展史简述20过程装备与控制工程教研室流体力学在中国大禹

6、治水4000多年前的大禹治水，说明我国古代已有大规模的治河工程。(公元前256-210年)秦代，在公元前256-前210年间便修建了都江堰、郑国渠、灵渠三大水利工程，说明当时对明槽水流和堰流流动规律的认识已经达到相当水平。龙首渠（公元前156-前87）西汉武帝时期，为引洛水灌溉农田，在黄土高原上修建了龙首渠，创造性地采用了井渠法，即用竖井沟通长十余里的穿山隧洞，有效地防止了黄土的塌方。21过程装备与控制工程教研室流体力学在中国水利风力机械在古代，以水为动力的简单机械也有了长足的发展，例如用水轮提水，或通过简单的机械传动去碾米、磨面等。东汉杜诗任南阳太守时（公元37年

7、）曾创造水排（水力鼓风机），利用水力，通过传动机械，使皮制鼓风囊连续开合，将空气送入冶金炉，较西欧约早了一千一百年。22过程装备与控制工程教研室流体力学在中国真州船闸北宋（960-1126）时期，在运河上修建的真州船闸与十四世纪末荷兰的同类船闸相比，约早三百多年。潘季顺明朝的水利家潘季顺（1521-1595）提出了“筑堤防溢，建坝减水，以堤束水，以水攻沙”和“借清刷黄”的治黄原则，并著有《两河管见》、《两河经略》和《河防一揽》。流量清朝雍正年间，何梦瑶在《算迪》一书中提出流量等于过水断面面积乘以断面平均流速的计算方法。23过程装备与控制工程教研室流体力学在中国李