流体力学复习提纲.docVIP

实用标准文案 精彩文档 第一章 流体的定义： 流体是一种受任何微小的剪切力作用时，都会产生连续变形的物质。能够流动的物体称为流体， 包括气体和液体。 流体的三个基本特征： 1、易流性： 流动性是流体的主要特征。 组成流体的各个微团之间的内聚力很小，任何微小的剪切力都会使它产生变形，(发生连续的剪切变形)——流动。 2、形状不定性： 流体没有固定的形状，取决于盛装它的容器的形状，只能被限定为其所在容器的形状。（液体有一定体积，且有自由表面。气体无固定体积，无自由表面，更易于压缩） 3、绵续性： 流体能承受压力，但不能承受拉力，对切应力的抵抗较弱，只有在流体微团发生相对运动时，才显示其剪切力。因此，流体没有静摩擦力。 三个基本特性： 流体惯性 涉及物理量：密度、比容（单位质量流体的体积）、容重、相对密度（与4摄氏度的蒸馏水比较） 流体的压缩性与膨胀性 压缩性：流体体积随压力变化的特性成为流体的压缩性。用压缩系数衡量 K，表征温度不变情况下，单位压强变化所引起的流体的体积相对变化率。其倒数为弹性模量E，表征压缩单位体积的流体所需要做的功。 膨胀性：流体的体积随温度变化的特性成为膨胀性。体胀系数α来衡量，它表征压强不变的情况下，单位温度变化所引起的流体体积的相对变化率。 ３.流体的粘性　流体阻止自身发生剪切变形的一种特性，由流体分子的结构及分子间的相互作用力所引起的，流体的固有属性。 恩氏粘度计测量粘度的一般方法和经验公式，见课本的24页 牛顿内摩擦定律：当相邻两层流体发生相对运动时，各层流体之间因粘性而产生剪切力，且大小为：（省略）实验证明，剪切力的大小与速度梯度（流体运动速度垂直方向上单位长度速度的变化率）以及流体自身的粘度（粘性大小衡量指标）有关。 温度升高时，液体的粘性降低，气体的粘性增加。（原理，查课本24~25页） 三个力学模型 1.连续介质模型：便于对宏观机械运动的分析，可以认为流体是由无穷多个连续分布的流体微团组成的连续介质。这种流体微团虽小，但却包含着为数甚多的分子，并具有一定的体积和质量，一般将这种微团称为质点。 连续介质中，质点间没有空隙（但物理结构上的分子之间是有的），质点本身的几何尺寸，相对于流体空间或流体中的固体而言， 可忽略不计，并设质点均质地分布在连续介质之中。 2、不可压缩流体模型： 通常把液体视为不可压缩流体，把液体的密度视为常量。 通常把气体作为可压缩流体来处理，特别是在流速较高、压强变化较大的场合，它们的体积的变化是不容忽视的，必须把它们的密度视为变量。但在低压，低速情况下，也可以认为气体是不可压缩的。 3、理想流体模型： 理想流体就是完全没有粘性的流体。 实际流体都具有粘性，称为粘性流体。 第二章、流体静力学 流体平衡：一种是流体相对于地球没有运动，称为静止状态；另一种是容器有运动而流体相对于容器静止， 称为相对平衡状态。 作用于流体上的力： 质量力：作用在每个流体质点上的力，大小与流体质量成正比。 表面力：作用在研究流体的流体表面上的力，大小与受力表面面积成正比。可分为沿表面內法线的压强和沿表面切线的粘性力，但由于流体的绵续性，除自由表面的表面张力外，流体无内部静摩擦力。 流体静压强（流体处于静止或相对静止时，流体的压强（标量））特性： 其作用方向总是沿着作用面的內法线方向。 在静止流体中任意一点上的压强与作用方向无关，其均值相等。 3.流体静力学基本方程： 欧拉平衡微分方程（自己查课本） 意义： （1）欧拉平衡流体的质量力与表面力无论在哪个方向都平衡，即质量力与该方向的表面力合力应该相等相反。（由推导过程看出来的） （2）平衡流体受哪个方向的质量分力，则流体静压强必然沿此方向发生变化。（方程式看出来的） 4.压强微分方程式： 只有在有势的质量力下，流体才能平衡。 流体静力学基本方程的物理意义是，在不可压静止流体中，任何点的单位重量流体的总势能守恒，从几何上说，静水头线为水平线。 液面压强等值地在流体内部传递的原理称为帕斯卡原理 5.在平衡流体中，压强相等的各点所组成的平面或曲面称为等压面。 特性：1.等压面也是等势面。 2.等压面与单位质量力矢量垂直 3.两种不想混合的平衡液体叫界面必然是等压面 若平衡流体的质量力仅为重力，有如下推论： （1）静止流体的自由表面为等压面，并为一平面。 （2）自由表面下任意深度的水平面均为等压面。 （3）压强分布与容器的形状无关，（连通器）相连通的同一种流体在同一高度上的压强相等，为一等压面。 6.压强计量 应力单位、液柱高度、大气压单位 7.几种测压手段 测压管、U形测压管、差压计、微压计（注意其计算公式，α不可太小，以免影响精度，课本72页） 静止液体对壁面的作用力： 8.静止液体对平壁面的作用力： （1）总压力的大小：