流体概念及性质讲课文档.pptVIP

流体概念及性质第1页，共37页。二、流体的特征易流动性；力学上只能承受压力，一般不能承受拉力，静止时不能承受切力；流体也是物质的一种基本形态，遵循自然界一切物质运动的普遍规律。1.1流体的定义和特征第2页，共37页。1.2流体的连续介质假设微观：流体是由大量做无规则热运动的分子所组成，分子间存有空隙，在空间是不连续的。宏观：一般工程中，所研究流体的空间尺度要比分子距离大得多。问题的引出：第3页，共37页。定义：不考虑流体分子间的间隙，把流体视为由无数连续分布的流体微团组成的连续介质。流体微团必须具备的两个条件必须包含足够多的分子；体积必须很小。一、流体的连续介质假设流体微团（或流体质点）宏观上足够小，以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点；同时微观上足够大，里面包含着许许多多分子，其行为已经表现出大量分子的统计学性质。1.2流体的连续介质假设第4页，共37页。避免了流体分子运动的复杂性，只需研究流体的宏观运动。2.可以利用数学工具来研究流体的平衡与运动规律。（连续函数）二、采用流体连续介质假设的优点1.2流体的连续介质假设第5页，共37页。一、流体的密度单位体积流体所具有的质量。密度表征物体惯性的物理量。单位：kg/m3常见流体的密度：水——1000kg/m3空气——1.23kg/m3水银——136000kg/m3均匀流体：1.3流体的主要物理性质

非均匀流体：1.3.1流体的密度与重度第6页，共37页。均质流体重度：非均质流体重度：重度与密度间的关系：1.3.1流体的密度与重度二、重度第7页，共37页。三、流体的相对密度流体的密度与4oC时水的密度的比值。式中，?f——流体的密度（kg/m3）?w——4oC时水的密度（kg/m3）1.3.1流体的密度与重度第8页，共37页。四、流体的比容单位质量的流体所占有的体积，流体密度的倒数。单位：m3/kg1.3.1流体的密度与重度第9页，共37页。五、混合气体的密度混合气体的密度按各组分气体所占体积百分数计算。式中：?1，?2，…?n——各组分气体的密度a1，a2，…an——各组分气体所占的体积百分数1.3.1流体的密度与重度第10页，共37页。1.3.2流体的压缩性和膨胀性一、流体的压缩性流体体积随着压力的增大而缩小的性质。1.压缩系数单位压力增加所引起的体积相对变化量2.体积模量第11页，共37页。二、流体的膨胀性流体体积随着温度的增大而增大的性质。1.体胀系数单位温度增加所引起的体积相对变化量1.3.2流体的压缩性和膨胀性第12页，共37页。工程上不可压缩流体液体气体温度与压强压缩性、膨胀性影响小压缩性、膨胀性影响大满足理想气体状态方程1.3.2流体的压缩性和膨胀性第13页，共37页。对液体而言，其压缩性，一般情况下不考虑，因此工程实际常把液体看作不可压缩的流体。液体的膨胀性也很小，除温度变化大的场合，一般工程问题也不考虑。通常情况下，气体的密度随压力和温度的变化很明显，对实际气体，不大于10MPa时，他们之间的关系遵守理想气体状态方程。1.3.2流体的压缩性和膨胀性第14页，共37页。理想气体状态方程R——气体常数空气R=8.31/0.029=287J/kg·K等温过程：压缩系数等压过程：膨胀系数绝热过程：压缩系数低速（标准状态，v68m/s）气流可按不可压缩流体处理1.3.2流体的压缩性和膨胀性第15页，共37页。三、可压缩性流体和不可压缩性流体1.可压缩性流体体积随着压力和温度的改变而发生变化的性质。2.可压缩流体和不可压缩流体可压缩流体：考虑可压缩性的流体不可压缩流体：不考虑可压缩性的流体1.3.2流体的压缩性和膨胀性第16页，共37页。1.3.3流体的粘性一、流体的粘性1.粘性的定义流体运动时，其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）以阻抗流体变形的性质。(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17页，共37页。(2)流