流体力学C课件.ppt

目 录 第一章 绪 论 §1.1 流体的定义和特征 §1.2 流体的主要物理性质 §1.3 作用在流体上的力 §1.4 流体的力学模型 目 的：流体的物理性质是决定流体运动规律的内 因。 本章重点：流体特征、粘性、连续介质、力的分类 本章难点：粘性、隔离体 §1.1 流体的定义和特征 1. 流体的定义和特征 物质常见的存在状态是固态、液态和气态，处在这三种状态下的物质分别称为固体、液体和气体。 通常说能流动的物质为流体，由于液体和气体易流动，统称为流体。 流体与固体的根本区别在于对外力的抵抗能力不同。固体能够承受一定范围内的各种力，固体的变形与受力的大小成正比。而流体几乎不能承受拉力，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。 1.1定义：在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的 物质，称为流体。 1.2特征：易流动性。 由此可用各种方法和容器输送，压力向各个方向传递。 2. 液体与气体的区别 液体的流动性小于气体； 液体具有一定的体积，并取容器的形状； 气体充满任 何容器，而无一定体积。 流体和固体具有上述不同性质是由于分子间的作用力不同造成的。在相同体积的固体和流体中，流体所含的分子数目比固体少得多，分子间的空隙就大得多，因此流体分子间的作用力小，分子运动强烈，从而决定了流体具有流动性和不能保持一定形状的特性。 流体中所包括的液体和气体除具有上述共同特性外，还具有如下的不同特性：液体的分子距和分子的有效直径差不多是相等的，当对液体加压时，只要分子距稍有缩小，分子间的斥力就会增大以抵抗外压力。所以，液体的分子距很难缩小，即液体很不易被压缩，以致一定重量的液体具有一定的体积，液体的形状取决于容器的形状，并且由于分子间吸引力的作用，液体有力求自身表面积收缩到最小的特性。所以，当容器的容积大于液体的体积时，液体不能充满容器，故在重力的作用下，液体总保持一个自由表面(或称自由液面)，通常称为水平面。 气体的分子距比液体的大，在0℃、1个标准大气压强（101325Pa）下，气体的平均分子距约为3.3× 10 -7cm，其分子平均直径约为2.5×10-8cm，分子距比分子平均直径约大十倍。因此，只有当分子距缩小很多时，分子间才会出现斥力。可见，气体具有很大的压缩性。此外，因其分子距与分子平均直径相比很大，以致分子间的吸引力微小，分子热运动起决定性作用，所以气体没有一定形状，也没有一定的体积，它总是能均匀充满容纳它的容器而不能形成自由表面。 §1.2 流体的主要物理性质 1.惯性：维持原有运动状态的能力称为惯性。表征某一流体惯性大小的可用该流体的质量或密度： （ ） —流体的密度，kg/m3； —流体的质量，kg； —流体的体积，m3。 2.重力：流体受地球引力作用的特征，用容重表示： kN/m3 在流体力学中水的用4 时的值： 汞： 空气： 表1-1 在标准大气压下常用液体的物理性质 表1-2 在标准大气压和20℃常用气体性质 3.流体的压缩性和热胀性 随着压强的增加，流体体积缩小；随着温度的增高，流体体积膨胀，这是所有流体的共同属性，即流体的压缩性和膨胀性。 3.1液体的压缩性和热胀性 1）液体的热胀性 在一定的压强下，流体的体积随温度的升高而增大的性质称为流体的膨胀性。流体膨胀性的大小用体积膨胀系数 来表示，它表示当压强不变时，升高一个单位温度所引起流体体积的相对增加量，即 实验指出，液体