流体力学学习总结ppt课件
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砂浆、中等浓度的悬浮液等）
粘性流体的分类
纯 粘 性 流 体
粘弹性 流体
牛顿流体
假塑性流体 与
时 间
膨胀性流体
无 关
宾汉流体(塑性流体) 非
的 屈服-假塑性流体
牛
顿
屈服-膨胀性流体
流
与时 触变性流体
体
间有
关的 震凝性流体
多种类型
(a) 纯粘性流体在 撤除剪切应力后，它 们在受剪切应力作用 期间的任何形变都不 会回复；
▪动力粘度:液体在剪切应力作用下流动时内磨擦力的量度. 其值为所加于流动液体的剪切应力和剪切速率之比.
dv dy
在国际单位制(SI)中,动力粘度的单位以帕·秒(Pa·s) 表示.通常使用的单位为毫帕·秒(mPa·s)。
胶液浆料粘度以此粘度衡量！！！
2.2 粘度影响因素
〈1〉粘压关系
压强其分子间距离（被压缩）内聚力粘度
……
不同“力学 模型”角度
目录
第1章 流体力学基础知识 第2章 流体粘性 第3章 流体运动 第4章 流体搅拌
第1章 流体力学基础知识
1.1、流体质点与连续介质模型
把流体视为由无数个流体微团（或流体质点）所 组成，这些流体微团紧密接触，彼此没有间隙。这就 是连续介质模型。
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
流体知识学习总结
流体是液体和气体及等离子态的总称。
血液流动：生物流体力学 航空航天：空气动力学 等离子体运动：电磁流体力学 化工产业：多相流体力学 石油和天然气开采：渗流力学 燃烧过程：化学流体力学
……
工作中重要的匀浆涂布工序
流体静力学 流体运动学 流体动力学
流体作用力的角度
理想流体动力学
粘性流体动力学 可/不可压缩流体动力学 非牛顿流体力学
何上没有维度的点； 同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分
子，其行为已经表现出大量分子的统计学性质。
1.2 学习流体力学知识储备
流体的流动是由充满整个流动空间的无限多流体质点的运动所构成的。 我们把充满运动着的流体的空间称为流场。场论是流体力学的数学基础。
1.2.1 标量、向量、张量及场的概念
Absolute zero reference p =0
压强示意图
三 绝对压强P＝大气压强 + 计示压强 者 关 计示压强Pm＝绝对压强－当地大气压Pa 系 真空度 Pv＝当地大气压－绝对压强
＝-计示压强
第2章 流体粘性
2.1 粘度的定义
▪运动粘度:液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度.其值 为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比.在国际单位制 (SI)中,运动粘度的单位以平方米/秒(m2/s)表示.通常使用 的单位为平方毫米/秒(mm2/s) 。
场的概念：设在空间中的某个区域内或全部区域内定义某一个函数
（将物理量作为空间点位置和时间t的函数 ：F (r;t)F (x,y,z;t)），
则称定义在此空间区域内的函数为场。场是具有物理量的空间。
①标量场：物理量为标量，1个元素表示，如温度场； ②向量场：物理量为向量，即3个元素表示的既有大小又有方向的量， 如速度场、加速度场； ③张量场：物理量为张量，n阶张量场由3n元素表示的场，如应力场和 应变场等。
外界对流体表面的作用力，与表面积大小成正比；
取微小单元△S，其受的表面力：
pn
limPdP S0S dS
表面力的合力： P pnds
S
1.5 流体的压强及其表示方法
流体的压强：流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体 的压强。用p表示，工程上习惯称之为压力。
（1）压力单位：SI 制中， N/m2 = Pa，称为帕斯卡
1.2.2 场论的几个概念
i xj yk zgr ad梯度：描描述述场场物内理空参间数不的均变匀化性率；
aax ay az diav 散度：描述场内单元单位体积变
x y z
化率，运动中集中叫辐合，
i jk
发散称为辐散（描述流场
a x y y
中的扩散） rota 旋度：描述流场内的旋转运动
1.4 作用在流体上的质量力和表面力
1.4.1 质量力（体积力）：
透过物质传递的力，作用在研究流体质量中心，与质量 成正比；取一流体微团质量为△m，其受的质量力：
F 1 F dF
f(x,y,z) lm i0m m lV i0m VdV
质量力的合力：FVf(x,y,z,t)dV 1.4.2 表面力：
2.3 流体类型 2.3.1 理想流体与粘性流体
理想流体： μ=0，即无粘性流体 粘性流体： μ≠0 2.3.2 牛顿流体与非牛顿流体 牛顿流体：动力粘度μ 为不变数的流体 非牛顿流体： μ 为变数的流体
2.3.3 粘性流体分类
塑性流体 τ
拟塑性流体 牛顿流体
τ0
膨胀型流体
o
dv/dy
膨胀型流体：τ的增长率随dv/dy的增大而增加 拟塑性流体：τ的增长率随dv/dy的增大而降低（高分子溶液、纸浆、血液等） 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
1 atm(标准大气压)＝1.013×105 Pa ＝760 mmHg ＝10.33 mH2O
1at（工程大气压）=9.807×104 Pa=735.6mmHg=10 mH2O
（2）压力大小的两种表征方法 绝对压强：以绝对真空为基准
p
(1)
计示压强：以当地大气压为基准
pm
p1
(2) p v p a
p2
ax ay az
1.3 流体物理特性
一、易流动性：切应力作用下流体能产生连续变形(流动)。
密度： limmdm
V0V dV
kg m3
比容：v 1
m3 kg 即单位质量占有的体积
重 度 ： g N m3 即单位体积物质的重量
比 重： d H2O@wk.baidu.como C
二、粘性（后续单独介绍）
即相对密度
三、压缩性：流体的密度或容积随压力或温度变化的性质。
一般不考虑压强变化对粘度的影响。 〈2〉粘温关系
温度内聚力 粘度 （液体） 温度交换能力 粘度 （气体）
μ 空气
水 T
粘度与温度关系图
温度变化时对流体粘度的影响必须给于重视！！！
原因详解：这是因为气体的粘性力主要来自相邻流动层分子的横向动量交换的结果： 温度升高，这种动量的交换也加剧。因而内摩擦力或μ 值将增大。但是，液体则不 同。随着温度的升高，液体的μ 值将减小。原因在于液体的粘性力主要来自相邻流 动层间分子的内聚力；随着温度的升高，液体分子热运动加剧，液体分子间的距离 变大，因而分子间的内聚力将随之减小。
粘性流体的分类
纯 粘 性 流 体
粘弹性 流体
牛顿流体
假塑性流体 与
时 间
膨胀性流体
无 关
宾汉流体(塑性流体) 非
的 屈服-假塑性流体
牛
顿
屈服-膨胀性流体
流
与时 触变性流体
体
间有
关的 震凝性流体
多种类型
(a) 纯粘性流体在 撤除剪切应力后，它 们在受剪切应力作用 期间的任何形变都不 会回复；
▪动力粘度:液体在剪切应力作用下流动时内磨擦力的量度. 其值为所加于流动液体的剪切应力和剪切速率之比.
dv dy
在国际单位制(SI)中,动力粘度的单位以帕·秒(Pa·s) 表示.通常使用的单位为毫帕·秒(mPa·s)。
胶液浆料粘度以此粘度衡量！！！
2.2 粘度影响因素
〈1〉粘压关系
压强其分子间距离（被压缩）内聚力粘度
……
不同“力学 模型”角度
目录
第1章 流体力学基础知识 第2章 流体粘性 第3章 流体运动 第4章 流体搅拌
第1章 流体力学基础知识
1.1、流体质点与连续介质模型
把流体视为由无数个流体微团（或流体质点）所 组成，这些流体微团紧密接触，彼此没有间隙。这就 是连续介质模型。
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
流体知识学习总结
流体是液体和气体及等离子态的总称。
血液流动：生物流体力学 航空航天：空气动力学 等离子体运动：电磁流体力学 化工产业：多相流体力学 石油和天然气开采：渗流力学 燃烧过程：化学流体力学
……
工作中重要的匀浆涂布工序
流体静力学 流体运动学 流体动力学
流体作用力的角度
理想流体动力学
粘性流体动力学 可/不可压缩流体动力学 非牛顿流体力学
何上没有维度的点； 同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分
子，其行为已经表现出大量分子的统计学性质。
1.2 学习流体力学知识储备
流体的流动是由充满整个流动空间的无限多流体质点的运动所构成的。 我们把充满运动着的流体的空间称为流场。场论是流体力学的数学基础。
1.2.1 标量、向量、张量及场的概念
Absolute zero reference p =0
压强示意图
三 绝对压强P＝大气压强 + 计示压强 者 关 计示压强Pm＝绝对压强－当地大气压Pa 系 真空度 Pv＝当地大气压－绝对压强
＝-计示压强
第2章 流体粘性
2.1 粘度的定义
▪运动粘度:液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度.其值 为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比.在国际单位制 (SI)中,运动粘度的单位以平方米/秒(m2/s)表示.通常使用 的单位为平方毫米/秒(mm2/s) 。
场的概念：设在空间中的某个区域内或全部区域内定义某一个函数
（将物理量作为空间点位置和时间t的函数 ：F (r;t)F (x,y,z;t)），
则称定义在此空间区域内的函数为场。场是具有物理量的空间。
①标量场：物理量为标量，1个元素表示，如温度场； ②向量场：物理量为向量，即3个元素表示的既有大小又有方向的量， 如速度场、加速度场； ③张量场：物理量为张量，n阶张量场由3n元素表示的场，如应力场和 应变场等。
外界对流体表面的作用力，与表面积大小成正比；
取微小单元△S，其受的表面力：
pn
limPdP S0S dS
表面力的合力： P pnds
S
1.5 流体的压强及其表示方法
流体的压强：流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体 的压强。用p表示，工程上习惯称之为压力。
（1）压力单位：SI 制中， N/m2 = Pa，称为帕斯卡
1.2.2 场论的几个概念
i xj yk zgr ad梯度：描描述述场场物内理空参间数不的均变匀化性率；
aax ay az diav 散度：描述场内单元单位体积变
x y z
化率，运动中集中叫辐合，
i jk
发散称为辐散（描述流场
a x y y
中的扩散） rota 旋度：描述流场内的旋转运动
1.4 作用在流体上的质量力和表面力
1.4.1 质量力（体积力）：
透过物质传递的力，作用在研究流体质量中心，与质量 成正比；取一流体微团质量为△m，其受的质量力：
F 1 F dF
f(x,y,z) lm i0m m lV i0m VdV
质量力的合力：FVf(x,y,z,t)dV 1.4.2 表面力：
2.3 流体类型 2.3.1 理想流体与粘性流体
理想流体： μ=0，即无粘性流体 粘性流体： μ≠0 2.3.2 牛顿流体与非牛顿流体 牛顿流体：动力粘度μ 为不变数的流体 非牛顿流体： μ 为变数的流体
2.3.3 粘性流体分类
塑性流体 τ
拟塑性流体 牛顿流体
τ0
膨胀型流体
o
dv/dy
膨胀型流体：τ的增长率随dv/dy的增大而增加 拟塑性流体：τ的增长率随dv/dy的增大而降低（高分子溶液、纸浆、血液等） 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
1 atm(标准大气压)＝1.013×105 Pa ＝760 mmHg ＝10.33 mH2O
1at（工程大气压）=9.807×104 Pa=735.6mmHg=10 mH2O
（2）压力大小的两种表征方法 绝对压强：以绝对真空为基准
p
(1)
计示压强：以当地大气压为基准
pm
p1
(2) p v p a
p2
ax ay az
1.3 流体物理特性
一、易流动性：切应力作用下流体能产生连续变形(流动)。
密度： limmdm
V0V dV
kg m3
比容：v 1
m3 kg 即单位质量占有的体积
重 度 ： g N m3 即单位体积物质的重量
比 重： d H2O@wk.baidu.como C
二、粘性（后续单独介绍）
即相对密度
三、压缩性：流体的密度或容积随压力或温度变化的性质。
一般不考虑压强变化对粘度的影响。 〈2〉粘温关系
温度内聚力 粘度 （液体） 温度交换能力 粘度 （气体）
μ 空气
水 T
粘度与温度关系图
温度变化时对流体粘度的影响必须给于重视！！！
原因详解：这是因为气体的粘性力主要来自相邻流动层分子的横向动量交换的结果： 温度升高，这种动量的交换也加剧。因而内摩擦力或μ 值将增大。但是，液体则不 同。随着温度的升高，液体的μ 值将减小。原因在于液体的粘性力主要来自相邻流 动层间分子的内聚力；随着温度的升高，液体分子热运动加剧，液体分子间的距离 变大，因而分子间的内聚力将随之减小。