第二章流体的基本性质ppt课件.ppt

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1、本章主要内容流体及其主要物理性质连续介质模型、理想流体、质点作用在流体上的力流体的密度、压缩性、粘性ChapterTwoBasicConsideration流体的特性CharacteristicsofFluids1.物理特性Physicsproperty2.质点Particle3.连续介质Continuum密度Densityx0yz·P常见的密度（在一个标准大气压下）：4℃时的水20℃时的空气**比容SpecificVolume相对密度压缩性与膨胀性CompressibilityandExpans

2、ibility膨胀系数CoefficientofVolumeExpansibility在一定压强下，体积的变化率与温度的变化成正比体积模量Bulkmodulusofelasticity压缩率CoefficientofVolumeCompressibility在一定温度下，密度的变化率与压强的变化成正比ρ=c:不可压缩流体Incompressiblefluidρ≠c:可压缩流体Compressiblefluidliquid--IncompressiblefluidGas--compressiblefluid第一章绪论§2.6

3、流体的粘性一、流体的粘性1.粘性的定义流体内部各流体微团之间发生相对运动时，流体内部会产生摩擦力（即粘性力）的性质。(1)库仑实验(1784)库仑用液体内悬吊圆盘摆动实验证实流体存在内摩擦。第一章绪论§2.6流体的粘性一、流体的粘性(续)1.粘性的定义(续)(2)流体粘性所产生的两种效应流体内部各流体微团之间会产生粘性力；流体将粘附于它所接触的固体表面。粘性Viscosity第一章绪论§2.6流体的粘性一、流体的粘性(续)2.牛顿内摩擦定律(1)牛顿平板实验当h和u不是很大时，两平板间沿y方向的流速呈线性分布，第一章绪论§

4、2.6流体的粘性一、流体的粘性(续)2.牛顿内摩擦定律(续)(2)牛顿内摩擦定律实验表明，对于大多数流体，存在引入比例系数μ，得：第一章绪论§2.6流体的粘性一、流体的粘性(续)2.牛顿内摩擦定律(续)(2)牛顿内摩擦定律(续)⑴粘性切应力与速度梯度成正比；(2)粘性切应力与角变形速率成正比；(3)比例系数称动力粘度，简称粘度。牛顿内摩擦定律表明：CDBAdbadydudta.速度梯度　　的物理意义——角变形速度（剪切变形速度）vdt(v+dv)dtdvdtdzdφ流体与固体在摩擦规律上完全不同正比于dv/dy正比于正压

5、力，与速度无关第一章绪论§2.6流体的粘性一、流体的粘性(续)流体粘性大小的度量,由流体流动的内聚力和分子的动量交换引起。(1)动力粘度(2)运动粘度3.粘度第一章绪论§2.6流体的粘性一、流体的粘性(续)3.粘度（续）(3)粘度的影响因素温度对流体粘度的影响很大温度压力对流体粘度的影响不大，一般忽略不计液体：分子内聚力是产生粘度的主要因素。温度↑→分子间距↑→分子吸引力↓→内摩擦力↓→粘度↓气体：分子热运动引起的动量交换是产生粘度的主要因素。温度↑→分子热运动↑→动量交换↑→内摩擦力↑→粘度↑液体　吸引力T↑μ↓微观机制

6、：气体　热运动T↑μ↑温度对流体粘性的影响水气体第一章绪论§2.6流体的粘性三、牛顿流体和非牛顿流体1.牛顿流体2.非牛顿流体符合牛顿内摩擦定律的流体如水、空气、汽油和水银等不符合牛顿内摩擦定律的流体如泥浆、血浆、新拌水泥砂浆、新拌混凝土等。τdvx/dy牛顿流体o牛顿流体——服从牛顿内摩擦定律的流体（水、大部分轻油、气体等）三.牛顿流体与非牛顿流体ττ0dv/dyo塑性流体非牛顿流体塑性流体——克服初始应力τ0后，τ才与速度梯度成正比（牙膏、新拌水泥砂浆、中等浓度的悬浮液等）拟塑性流体——τ的增长率随dv/dy的增大而降

7、低（高分子溶液、纸浆、血液等）τdv/dzo拟塑型流体膨胀型流体——τ的增长率随dv/dy的增大而增加（淀粉糊、挟沙水流）τdv/dyo塑性(胀流型)流体ττ0dv/dzo膨胀型流体牛顿流体拟塑性流体塑性流体Example第一章绪论§2.6流体的粘性二、粘性流体和理想流体1.粘性流体具有粘性的流体（μ≠0）。2.理想流体忽略粘性的流体（μ=0）。一种理想的流体模型。例：汽缸内壁的直径D=12cm，活塞的直径d=11.96cm，活塞长度L=14cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油的μ=0.1Pa·s。求作用在活塞上的粘

8、性力。解：注意：面积、速度梯度的取法dDL同心环形缝隙中的回转运动例：旋转圆筒粘度计，外筒固定，内筒转速n=10r/min。内外筒间充入实验液体。内筒r1=1.93cm，外筒r2=2cm，内筒高h=7cm，转轴上扭距M=0.0045N·m。求该实验液体的粘度。解：注意：1.面积A的取法；2.单位统一hn