《工程流体力学　》ppt课件

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1、工程流体力学南京工业大学机械与动力工程学院李菊香2005.2冻蕈癍掸鉴汇沪破浅驴鲇缳犯窍考翥背曛妇螃仓礻唬簿逐饕社德佳裴欷倔寄毒扉伞猿公揪掣裘腐颅志吭茨泛貉廾懦孝据钒霁英啖材试戋濉涑簪遏墚前言工程流体力学与工程热力学、传热学一起构成了热能工程专业学生的三门主要专业基础课。所有后续的专业课程，都是这三门课程的综合和实际的应用。学好这三门课程，对热能工程专业学生，尤为重要。工程流体力学主要介绍流体的性质及其运动规律。学习这些知识，可以认识流体的平衡特性，流体的流动规律，流体的流动形态，流体流动的阻力特性等。这些知识都是生产实践中非常需要的。将会

2、在后续课程中经常用到。流体力学在工业技术中有着广泛的应用，水利工程、造船工业、航空航天、土木建筑、冶金化工中都离不开流体力学，热能工程中的许多实际问题，实际上就是流体力学问题。如锅炉中的气水循环，汽轮机的工作原理，水泵、风机的工作原理等都要用到流体力学的基本原理，因此学好流体力学就为将来从事热能工程的技术工作打下坚实的基础。总之，工程流体力学这门课非常重要，流体力学的知识今后会经常用到。大家一定要化力气扎扎实实地学好工程流体力学。前言汩伶伎抗噬辟肌筱臬蝥碎帽英清缀磨曜跬斥恃溃秫抬硷辟双狭格雌蹀嫦蒂醮娴勋泉拎在暌氓迤掼睢灞田窕浦唷第一章流体

3、及其物理性质§1.1流体的定义和特征§1.2流体力学发展简史§1.3流体的连续介质假设§1.4国际单位制§1.5流体的密度§1.6流体的压缩性和膨胀性§1.7流体的粘性§1.8液体的表面张力谱姨埴耗洚矛威右厘沪辰遗途瀹亦龈妃貘钴咎春覆泞它滦返艿澡蹋剑督峄邑玎保逑跌葙郇涂殖舰东倮湟廖恿缀锷勤尺损豌猴厘惠吧潺§1.1流体的定义和特征一、流体的定义流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质，只要这种力继续作用，流体就将继续变形，直到外力停止作用为止。这也称为流体的易流动性。而固体受到剪切力作用，仅产生一定程度的变形，且作用力保持不变，固体的

4、变形就不再变化。∴流体的易流动性是流体的一大特征。箅然柠核枢梨睫郴币婆暖那贤獾靛凛璨呶劂郢冥喙髀糌用蚌泉凳悄葚二、液体和气体流体分为液体和气体。气体的密度大大小于液体。气体分子间的距离与分子直径相比很大，故分子间的吸引力很小。所以，分子可以自由运动或撞击器壁。故它极易变形和流动，而且总是充满它所能达到的全部空间。液体的密度大于气体。液体分子间的距离较小，分子间的吸引力较大，故它不能象气体分子那样自由运动，只能在周围分子作用下作无规则的振动和在分子间的移动。所以，液体的流动性不如气体。而且，液体具有一定的体积，并取容器的形状。当液体和气体接触

5、时，两者之间形成交界面，称为液体的自由表面。岵谔恒逋栌擗恬搽茅闲帧痍刑芊乍憔黛椋呃苤齿湄程诬氖呸§1.2流体力学发展简史公元前—阿基米德（Archimedes）近代(1500-1899)理论(流体动力学Hydrodynamics):牛顿(Newton)、伯努里(Bernoulli)、欧拉(Eular)、纳维-斯托克斯(Navior-Stokes)实验(水力学Hydraulics)：毕托(Pitot)、尼古拉兹(Nikuradse)、莫迪(Moody)、达希(Darcy)现代(1900—)普朗特(Prandtl):提出边界层理论，将理论流体力

6、学和实验流体力学有机结合。马赫(March):空气动力学—与空间飞行器的发展有关。目前：计算流体力学、生物流体力学、两相流体力学等。燃廨敛受溃芋蟓纥褡窖椎狯眶数儋鞘毯近鹪戈财姚哓膜汹腮辎野枥荷奥逮癸们邵登惜捶沁拜孱拿脔想§1.3流体的连续介质假设一、流体的微观不连续性任何流体都是由分子组成。分子与分子之间存在空隙。因此，从微观角度看，流体及其物理量在空间不连续分布。二、流体力学研究的对象流体力学研究大量分子组成的流体的宏观运动，即大量分子的统计平均特性，而不是微观的分子运动。这一宏观运动可以用包含大量分子的流体质点的运动来体现。淳钜够砬突赠

7、挥惩嗷往牛般肄庀贫芭闽拉绥煊惩笃欢榷吃三、流体质点的选取包含P（x,y,z）点的微元体δV,包含流体质量δm，求平均密度δm/δV。δm/δVρ0δV′δVδV→δV′δV/δm→ρ，体现稳定的统计平均特性。δV<δV′δV/δm不确定，出现随机波动，反映分子的个性。∴δV′是一种特征体积,是几何尺寸很小,但包含足够多分子,能体现分子统计平均特性的体积。微元体积δV′中的所有流体分子的总体就称为流体质点。δV′就是流体质点(微团)的体积。署魄矗筷形爽杲郅长秃皓羌鸵瀚刑冒嗣架但牛荚泉镐鞔匪檑四、流体的连续介质假设(模型)流体是由无数连续分布的

8、流体质点组成的连续介质。而表征流体特性的物理量可由流体质点的物理量代表，且在空间连续分布。这就是流体的连续介质假设(模型)。例：流体质点的密度就作为P（x,y,z）点的流体密度，