流体力学复习资料,亲自整理。.doc

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1、第一章绪论1.重度：指流体单位体积所受的重力，以γ表示。对于非均质流体：对于均质流体：单位:牛/米3（N/m3）不同流体ρ、γ不同，同一流体ρ、γ随温度和压强而变化。在1标准大气压下：表1.1(P5)蒸馏水：4ºC，密度1000kg/m3，重度9800N/m3；水银：0ºC，密度13600kg/m3，重度N/m3；空气：20ºC，密度1.2kg/m3，重度11.76N/m3；2.粘性流体平衡时不能抵抗剪切力，即平衡时流体内部不存在切应力。流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质，称为粘性。内摩擦切应力τ＝T/AT=FA为平板与流体的接触面积。粘性只有在流体运动时才显示出来，

2、处于静止状态的流体，粘性不表现有任何作用。由牛顿流体的条件可知，若流体速度为线性分布（板距h、速度u0不大）板间y处的流速为：切应力为：系数μ称为流体的动力粘性系数、动力粘度、绝对粘度；若流体速度u为非线性分布流体内摩擦切应力τ：凡是内摩擦力按该定律变化的流体称为牛顿流体，如空气、水、石油等；否则为非牛顿流体。v牛顿流体§切应力与速度梯度是通过原点的线性关系。v非牛顿流体塑性流体：如牙膏、凝胶等§有一初始应力，克服该应力后其切应力才与速度梯度成正比。假塑性流体：如新拌混凝土、泥石流、泥浆、纸浆§速度梯度较小时，τ对速度梯度变化率较大；§速度梯度较大时，τ对速度梯度的变化率逐渐

3、降低。胀塑性流体：如乳化液、油漆、油墨等§速度梯度较小时，τ对速度梯度变化率较小；§速度梯度较大时，τ对速度梯度的变化率渐变大。1.流体的运动粘度是动力粘性系数μ与其密度ρ之比，用ν表示若两种流体密度相差不多，单从ν值不好判断两者粘性大小。只适用于判别同一流体（密度近似恒定）温度、压强不同时粘性变化。动力粘度μ的单位是牛·秒/米2（N·s/m2）或帕·秒（Pa·s）；运动粘度ν的单位是米2/秒（m2/s）。v液体和气体的粘度变化规律截然不同：§液体的运动粘度系数随温度升高而减小;§气体的运动粘性系数随温度升高而增大。v原因：两者粘性产生的原因不同v液体§产生粘性的主要原因是液

4、体分子间的内聚力（引力），分子间距小，内聚力较强，阻止质点间相对滑动而产生内摩擦力，表现液体粘性。§当温度升高时，分子间距增大，分子间内聚力减小，阻止相对滑动的内摩擦力减小，所以粘性减小。v气体§产生粘性的主要原因是气体分子不规则热运动，在相邻流体层间发生动量的交换，阻止质点间相对滑动，呈现出粘性。§当温度升高时，气体分子不规则热运动增强，分子交换频繁，动量交换加剧，阻止相对滑动的内摩擦力增大，所以粘性增大。粘性只有在流体运动时才显示出来，处于静止状态的流体，粘性不表现有任何作用。v理想流体：一种假想的无粘性的流体，μ=0。§实际不存在，只是一种假想的物理模型；§认为流体在运

5、动时不存在内摩擦力。v流体力学的研究方法：§将实际流体假想为理想流体，找出运动规律后，再考虑粘性影响，修正后用于实际流体。1.压缩性和膨胀性流体的密度、体积会随着温度、压强的变化而改变。温度一定时，流体体积随压强的增加而缩小的特性称为流体的压缩性；压强一定时，流体体积随温度的升高而增大的特性称为流体的膨胀性。v液体压缩性大小以体积压缩系数βp表示当温度一定时，每增加单位压强所引起的体积相对变化量vv米2/牛因为压强增加，体积减小，故冠以负号，使βp永为正值。也可用密度ρ的变化代替体积V的变化因ρ＝m/V,当液体质量m为定值时，有则：弹性模量E：体积压缩系数的倒数液体的膨胀性大

6、小用体积膨胀系数βt表示当压强一定时，每增加单位温度所产生的体积相对变化量，即1/ºC压强与温度的变化，引起气体体积的显著变化，密度或重度也随之变化。其关系用完全气体状态方程表示p为气体的绝对压强，牛/米2；T为气体的绝对温度，K；R为气体常数，，牛·米/千克·开。干燥空气分子量29，R＝287；中等潮湿空气R＝288。为研究问题方便，将流体的压缩系数和膨胀系数都看作零，为不可压缩流体。该流体的体积与温度、压强无关，其密度和重度为恒定常数。绝对不可压缩流体不存在。欧拉提出了流体的连续介质假说：采用连续介质作为流体宏观流动模型即不考虑流体分子的存在，将真实流体看成是由无限多流体

7、质点组成的稠密、无间隙的连续介质流体质点：指流体中宏观尺寸非常小而微观尺寸又足够大的任意一个物理实体。概念要点：1、宏观尺寸非常2、小微观尺寸足够3、在任何时刻都具有一定的宏观物理量4、质点与质点之间没有空隙，流体质点的形状可任意划定。第一章流体静力学流体静力学研究流体在外力作用下处于平衡状态时的力学规律及其在工程实际中的应用。1．质量力：作用在所研究流体的每个质点（或微团质量中心）上，并与质量成正比的力。质量力不是通过两种物质的直接接触施加，又称长程力；对于均质流体，质量力与流体体积成正比，又称体积力