第1章 流体的物理性质

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1、第1章流体的物理性质（PhysicalPropertiesofFluid）目的：流体的物理性质是决定流体运动规律的内因。内容：连续介质假设流体的流动性、粘性、可压缩性等物理性质作用在流体上的力。流体质点：含有大量分子而体积足够小的流体团。是能给出流体稳定平均值的最小体积单位。1.2流体的连续介质假设连续介质假设的涵义：空间任意点上的物理量就是指位于该点的流体质点的物理量，而且是连续可微函数。连续介质假设：流体是由连续分布的流体质点所组成。流体密度：物理上小体积数学上：几何点密度(density)：()intheSIsystem比容(specificvolume)：重度（specifi

2、cweight）：（）比重（specificgravity）：1.3流体的物理性质1.3.1流动性(fluidity)——流动性、粘性、可压缩性、扩散性和热传导性。流体在任意小的剪切力作用下，将发生连续不断地变形，剪切力消失，变形停止。1.牛顿内摩擦定律——Newton’s实验：发现粘俯现象（内摩擦力）；发现内摩擦（剪应）力和变形速率呈线性1.3.2粘性(viscosity)——运动粘性系数（m^2/s）。（常温常压下）ybFAU——内摩擦力。产生原因：分子引力；分子动量交换。——动力粘性系数（Pa.s）。值越大，流体越粘，抵抗变形运动的能力越强。1.3.2粘性(viscosity)

3、3.牛顿流体和非牛顿流体牛顿流体:的流体。剪应力和变形速率满足线性关系。非牛顿流体：的流体。剪切应力和变形速率不满足线性关系。m<1m=1m>1牛顿流体和非牛顿流体O2.理想流体与粘性流体理想流体：的流体（无粘性流体）粘性流体：的流体（真实流体）不可压缩流体：液体和低速流动的气体（Ｕ<70m／s）可作为不可压缩流体处理。但水中爆炸、击水或研究水声的传播等问题中，必须考虑液体的压缩性。压缩性：流体的密度或容积随压力或温度变化的性质。流体都是可压缩的。1.3.3压缩性（compressibility）(bulkmodulus)其中，。声速（speedofsound）:(isentropi

4、c)完全气体(PerfectorIdealGas):(theequationofstate)正压流体:（isothermalprocess)(isentropicprocess)1.3.3压缩性（compressibility）1.4流体的界面现象和性质1.互不掺混流体界面上存在表面张力（surfacetension）2.流体与固壁界面表面张力毛细现象：气、液、固三种界面之间的浸润作用。3.流-固界面上速度的连续性粘性流体：界面上流体速度和固体运动速度相等。（无滑移条件）理想流体：界面上允许流体切向滑移，但不能穿透，即界面上流-固速度的法向投影相等（不可穿透条件）1.5作用在流体上的

5、力重力场中：单位质量质量力：质量力的合力：1.质量力（体积力）：透过物质传递的力。分离体内任取一微元体积，其质量SV2.表面力：外界通过接触传递的力，用应力来表示。表面力的合力:3.理想（静止）流体中一点处的应力——Pascal’slaw理想（静止）流体中没有切应力，只承受压力，不能承受拉力表面力只有法向压应力pSV⑤压力是唯一的表面力，指向作用面的内法线方向；压力只是位置和时间的函数，与作用面的方位无关。Thepressureatapointinafluidatrest,orinmotion,isindependentofdirectionaslongastherearenoshe

6、aringstressespresent.ThisimportantresultisknownasPascal’slaw.图1.5.2理想流体中一点的应力D可以证明：