流体力学2总结.ppt

（3）粘度的影响因素 (P5表1-3、4） 流体粘度?的数值随流体种类而不同，并随压强、温度而变化。 ?流体种类：相同条件下液体的粘度一般大于气体的粘度。 ?压强：常见的流体水、气体等， ?值随压强的变化不 大，一般可忽略不计。 ?温度：是影响粘度的主要因素。当温度升高时，液体的粘度减小，气体的粘度增加。 a.液体：内聚力是产生粘度的主要因素，当温度升高，分子间距离增大， 吸引力减小，因而使剪切变形速度所产生的切应力减小，所以 ?值减小。 b.气体：气体分子间距离大，内聚力很小，所以粘度主要是由气体分子 运动动量交换的结果所引起的。温度升高，分子运动加快，动 量交换频繁，所以 ?值增加。 3、牛顿内摩擦定律 （1）牛顿平板实验 实验装置 受力分析 实验结果 剪切变形 4、理想流体（无粘性流体） 根据流体是否具有粘性，可分为： 实际流体： 指具有粘度的流体，在运动时具有抵抗剪切变形能力，即存在摩擦力，粘性系数??0。 理想流体： 是指无粘性（?=0）的一种假想流体，在运动时也能抵抗剪切变形。 说明： 人为定义的一种力学模型，实际不存在，实际流体有粘性。 不考虑粘性可使流动分析大为简化，从而得出理论分析结果。 三、压缩性Compressibility和热胀性 压缩性：流体因压强? 分子间距离?体积? 密度?的性质 热胀性：流体因温度? 分子间距离?体积?密度?的性质 1、液体的压缩性和热胀性 压缩系数(体积压缩系数Coefficient of Volume Compressibility)： 流体体积的相对缩小值与压强增值之比，即当压强增大一个单位值时，流体体积的相对减小值 压缩系数： 体积模量：压缩系数的倒数,单位Pa (体积弹性模量Bulk Modulus of Elasticity) 可近似用下式表示： 说明： a. K越大，越不易被压缩，当K??时，表示该流体绝对不可压缩。 b.流体的种类不同，其κ、K值不同。 c.同一种流体的κ、K值随温度、压强的变化而变化。 d.在一定温度和中等压强下，水的体积弹性模量变化不大。 3 空化（Cavitation）：是指液体内局部压力降低到低于汽化压强时，该处液体就会沸腾，液体内部或液固交界面上蒸汽或气体（空泡）的形成、发展和溃灭的过程。 4 气蚀：空化时气泡进入高压处，在高压作用下迅速破灭，伴随气泡溃灭，将对壁面产生极大的冲击力，有可能使壁面被剥蚀破坏的现象。 空化发生在水流的低压区，是产生空蚀的前提，空蚀则是随后在压强稍高的区域内气泡溃灭、破坏外界材料的结果。 本章小结 1、工程流体力学任务是研究流体的宏观机械运动，提出了流体的易流动性概念，即流体在静止时，不能抵抗剪切变形，在任何微小切应力作用下都会发生变形或流动。 引入了连续介质模型假设，把流体看成没有空隙的连续介质，则流体中的一切物理量看作时空的连续函数，可采用函数理论作为分析工具。 2、作用在流体上的力根据作用方式不同分为质量力和表面力： 3、流体的压缩性一般可用压缩系数κ和体积模量K来描述，通常情况下，压强变化不大时，都可视为不可压缩流体； 热胀性用热胀系数αv描述： 4、粘滞性是流体的主要物理性质，是抵抗剪切变形的一种性质，不同的流 体粘滞性大小用动力粘滞系数?或运动粘滞系数?来反映。理想流体是一种假想流体。其中温度是粘度的影响因素：随温度升高，气体粘度上升、液体粘度下降。 牛顿内摩擦 定律它表明流体的切应力大小与速度梯度或角变形率或剪切变形速率成正比，这是流体区别于固体（其切应力与剪切变形大小成正比）的一个重要特性。牛顿流体和非牛顿流体。 5、由于表面张力作用会引起毛细现象，所以用作测压管的管径不小于10mm。 6、汽化压强是指液相和气相达到动态平衡时的压强。 当液体所受外界压强和汽化压强相等或稍低时，液体就沸腾。 在常见的液体中汞的汽化压强很小，连同它重度较大的性质，常在压差计中使用。 * 第三节 流体的主要物理性质 一、惯性（牛一律） 1 定义：物体保持原有运动状态的性质 2 度量：密度（Density）—— 单位体积流体的质量，kg/m3 。 3 均质流体内部各点处的密度均相等： 密度常用值： 水 ?=1000 kg/m3 （常温常压） 水银 ?=13600 kg/m3 空气 ?=1.2 kg/m3 容重（Specific Weight）、比容(Specific Volume)、比重（Speci