流体的主要物理性质.ppt

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1、1-2流体的主要物理性质流体的定义和基本特征。流体的连续介质模型。流体质点。作用在流体上的力：表面力和质量力。流体的主要物理性质：密度、重度、粘性、压缩性、毛细现象、汽化压强。牛顿流体和非牛顿流体。第一节流体的基本特征一、流体质点二、密度、容重、比重和比容第三节压缩性第二节密度、容重、比重和比容1-2流体的主要物理性质第四节粘度一、物质的三态在地球上，物质存在的主要形式有：固体、液体和气体。流体和固体的区别：从力学分析的意义上看，在于它们对外力抵抗的能力不同。流体固体第一节流体的基本特征固体：既能承受压力，也能承受拉力，抵抗拉伸变形。流

2、体：只能承受压力，一般不能承受拉力，不抵抗拉伸变形。第一节流体的基本特征液体和气体的区别：1、气体易于压缩；而液体难于压缩；2、液体有一定的体积，存在一个自由液面；气体能充满任意形状的容器，无一定的体积，不存在自由液面。液体和气体的共同点：两者均具有易流动性，即在任何微小切应力作用下都会发生变形或流动，故二者统称为流体。第一节流体的基本特征四、流体质点和连续介质模型（一）连续介质模型的建立与假设第二节流体的连续介质模型微观：流体是由大量做无规则运动的分子组成的，分子之间存在空隙，但在标准条件下。1立方毫米流体含有3×1021个左右的分子

3、，分子间距离是10-7cm。流体质点：又称流体微团，流体中宏观尺寸非常小而微观尺寸有足够大的任意一个物理实体。1、定义宏观：考虑宏观特性，在流动空间和时间上所采用的一切特征尺度和特征时间都比分子距离和分子碰撞时间大的多。连续介质（ContinuumContinuousMedium）：质点连续地充满所占空间的流体或固体。气体在外力作用下表现出很大的可压缩性，而液体则不然。在通常的温度下水所承受的压强由0.1MPa增加到10MPa时，其体积仅减少原来的0.5%。2、优点1）排除了分子运动的复杂性。2）物理量作为时空连续函数，则可以利用连续函

4、数这一数学工具来研究问题。连续介质模型（ContinuumMediumModel）：把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质，且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函数的一种假设模型。u=u(t,x,y,z)选择题：按连续介质的概念，流体质点是指：A、流体的分子；B、流体内的固体颗粒；C、几何的点；D、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。第二节流体的连续介质模型b.不可压缩流体（IncompressibleFlow）：流体密度随压强变化很小，流体的密度可视为常数的流体。(=const)（二）流体的

5、分类1、根据流体受压体积缩小的性质，流体可分为：注：a.严格地说，不存在完全不可压缩的流体。b.一般情况下的液体都可视为不可压缩流体（发生水击时除外）。c.对于气体，当所受压强变化相对较小时，可视为不可压缩流体。d.管路中压降较大时，应作为可压缩流体。a.可压缩流体（CompressibleFlow）：流体密度随压强变化不能忽略的流体。(const)2、根据流体是否具有粘性，可分为：b.理想流体：是指既无粘性（=0）又完全不可压缩(=const)的一种假想流体，在运动时也不能抵抗剪切变形。a.实际流体：指具有粘度的流体，在运动时

6、具有抵抗剪切变形的能力，即存在摩擦力，粘性系数0。例如：河流中心流层流动最快，越靠近河岸流动越慢，岸边水几乎不流动，这种现象就是由于流层间存在内摩擦力造成的密度（Density）：是指单位体积流体的质量。单位：kg/m3。1、密度水的密度常用值：=1000kg/m3均质流体内部各点处的密度均相等：第二节密度、容重、比重和比容第二节密度、容重、比重和比容重度（SpecificWeight）：指单位体积流体的重量。单位：N/m3。均质流体内部各点处的容重均相等：=G/V=g水的容重常用值：=9800N/m32、重度第二节密度、容

7、重、比重和比容比容(SpecificVolume)：指单位气体质量所具有的体积。=1/（m3/kg）比重（SpecificGravity）：是指液体密度与标准纯水的密度之比，没有单位，是无量纲数。3、气体的比容4、液体的比重气体的比容或密度，与气体的工况或过程是密切相关的，是由状态方程确定，完全气体状态方程P=P/=RTR为气体常数，空气的R=287N·m/kg·k标准纯水：a.物理学上——4℃水为标准，=1000kg/m3；b.工程上——20℃的蒸馏水为标准，=1000kg/m3；第二节密度、容重、比重和比容第三节压缩性1

8、、压缩性流体的可压缩性（Compressibility）：作用在流体上的压力变化可引起流体的体积变化或密度变化，这一现象称为流体的可压缩性。压缩性可用体积压缩系数来量度。2、体积压缩系数体积压缩系数（