流体力学流体特性
流体的名词解释
流体的名词解释流体是指物质在相互之间可以自由流动的状态。
它是物质状态的一种，与固体和气体一同构成了自然界中的三态。
流体的特性与固体和气体有着明显的差异，它的名词解释可以从多个角度进行阐述。
一、流体的物理特性1. 流动性：流体的最显著特征就是可以流动。
相比固体而言，流体的分子间相互作用较弱，不具有固体的几何形状和结构。
这种微观结构上的差异决定了流体可以快速适应外界的形状和位置变化，具有流动性。
2. 压缩性：流体的另一个重要特性是压缩性。
相比固体而言，流体的分子间距较大，可以在较小的外力作用下发生相对大的体积变化。
这使得流体在受力时可以更容易地发生变形。
3. 扩散性：流体的分子在体积上存在着较大的自由度，因此流体具有较高的扩散性。
当两种不同成分的流体接触时，它们的分子会相互扩散，从而实现混合。
4. 表面张力：流体表面上的分子间存在着相互吸引的力，这种现象被称为表面张力。
表面张力使得流体表面呈现出一定的弹性，形成像皮肤一样的薄膜。
这种性质在许多自然界和工业过程中都发挥着重要的作用，如水珠在叶片上的滑动。
二、流体的分类1. 物态分类：根据流体的外在形态，可以将其分为液体和气体两种状态。
液体在常温常压下具有一定的体积和形状，而气体则可自由膨胀至充满其容器。
2. 流变性分类：流体还可以根据其对应力的响应方式来进行分类。
牛顿流体是指流体内部的分子相互作用力满足牛顿定律，即流体的粘度在应力作用下保持恒定。
而非牛顿流体则指无法满足牛顿定律的流体，在外力作用下其粘度可能随着剪应力、速率等参数的变化而发生变化。
三、流体力学流体力学是研究流体运动的科学学科。
它对流体在受力作用下的运动、压力分布、速度分布等进行研究，可以应用到诸多领域。
例如，交通工程中的交通流理论，石油工程中的油流动力学，在水利工程中的水流动力学等等。
四、流体的应用1. 液压传动：流体的不可压缩性和压缩性使其在液压传动中起到重要作用。
液压系统广泛应用于工程机械、航空航天、冶金等领域，用于传递和控制力和能量。
流体力学中的流体流动特性
流体力学中的流体流动特性1. 引言流体力学是研究流体运动规律的学科，广泛应用于航空航天、能源、环境等领域。
流体力学中最基本的概念之一就是流体的流动特性，即流体在不同条件下的流动行为。
了解流体流动特性对于优化流体系统设计和预测流体行为具有重要意义。
本文将重点介绍流体流动特性的几个重要方面。
2. 流动的类型2.1 层流与湍流流动可以分为层流和湍流两种类型。
在层流中，流体的运动是有序的，流速沿流体横截面均匀分布，流线呈直线状排列。
层流通常发生在流体的低速流动中，具有稳定性好、阻力小的特点。
而在湍流中，流体的运动是混乱的，流速沿流体横截面出现涡流和涡旋，流线呈曲线状排列。
湍流通常发生在高速流动、流体受到干扰或流动过程中存在不稳定因素时，具有耗能大、阻力大的特点。
2.2 压力与速度分布在流体流动过程中，流体的速度和压力分布会随着位置的变化而变化。
一般来说，流体在管道中的流速越快，压力越低，流速越慢，压力越高。
这是由于流体的动能和静能在流动过程中的变化所导致的。
压力和速度的分布规律可以通过流体力学方程和能量方程进行分析和计算。
3. 流动的参数3.1 流速流速是流体某一点上的速度大小，在流体力学中是流动的基本参数之一。
流速的大小可以通过测量流体通过单位时间内通过横截面的体积来确定。
流速在不同位置和不同时间上可能存在变化，可以通过实验或计算得到。
3.2 流量流量是单位时间内通过横截面的体积，是描述流体流动量的重要参数。
流量的大小可以通过流速和横截面积的乘积来计算。
流量可以用来描述流体在管道中的输送能力，是流动特性研究中的一个重要指标。
3.3 压力损失在流体通过管道或孔隙流动时，由于摩擦和阻力的存在，流体会损失一部分压力。
这种压力损失是衡量流体流动特性的重要指标之一。
压力损失通常随着流速、管道形状和粗糙度等因素的变化而变化。
减小压力损失可以提高流体流动的效率。
4. 流体流动的数学模型4.1 守恒方程守恒方程是描述流体流动过程中质量、动量和能量守恒的基本方程。
流体力学基础知识概述
流体力学基础知识概述流体力学是研究流体运动及其力学性质的学科领域，它对于了解和分析自然界中的流体现象、工程设计和科学研究都具有重要的意义。
本文将对流体力学的基础知识进行概述，帮助读者对该领域有一个全面的了解。
一、流体的特性流体是一种连续变形的物质，其特性包括两个基本的属性：质量和体积。
质量是指流体的总重量，而体积则表示流体占据的空间。
流体还具有可压缩性和不可压缩性之分，可压缩流体如气体在受力时体积可变，不可压缩流体如液体则在受力时体积基本保持不变。
二、流体的力学性质1. 流体的静力学性质：静力学研究的是流体在静态平衡下的性质。
静力学方程描述了流体静力平衡的条件，在不同的情况下有不同的方程形式。
例如，对于不可压缩流体，静力平衡方程可以表示为斯托克斯定律。
2. 流体的动力学性质：动力学研究的是流体在运动状态下的性质。
根据流体的性质和流动条件，可以使用纳维-斯托克斯方程或欧拉方程来描述流体运动。
这些方程可以通过流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒得到。
三、流体的流动类型根据流体的运动方式，流体力学将流动分为两种基本类型：层流和湍流。
层流是指流体以有序、平稳的方式流动，流线相互平行且不交叉；而湍流则是流体运动不规则、混乱的状态，流线交叉、旋转和变化。
层流和湍流的转变由雷诺数决定，雷诺数越大，流动越容易变为湍流。
雷诺数是流体力学中一个无量纲的参数，通过流体的密度、速度和长度等特性计算而来。
四、流体的流速分布流体在管道或河流等容器中的流速分布可以通过速度剖面来描述，速度剖面是指流体速度随离开管道中心轴距离的变化关系。
一般情况下，流体在靠近管道壁面处速度较小，在中心位置处速度较大。
速度剖面可用来研究流体流动的特性，例如通过计算剖面的斜率可以确定流体的平均速度。
此外，流体的速度分布还受到管道壁面的摩擦力和流体性质的影响。
五、流体的流量计算流量是指单位时间内通过某一横截面的流体体积，计算流体流量是流体力学中的一项重要任务。
流体力学基础流体的性质与流体力学原理
流体力学基础流体的性质与流体力学原理流体力学基础——流体的性质与流体力学原理流体力学是研究流体运动和流体力学基本原理的学科，广泛应用于航空、航海、能源、化工等领域。
本文将介绍流体的性质以及流体力学的基本原理。
一、流体的性质流体指的是气体和液体，在力学中被视为连续介质。
流体具有以下几个主要的性质：1. 可流动性：与固体不同，流体具有较低的粘性和内聚力，因此可以流动。
流体的流动性使其在工程领域中应用广泛，并且流体力学正是研究流体流动的力学学科。
2. 不可压性：对于液体来说，密度变化相对较小，一般可视为不可压缩的。
而对于气体来说，变化较大的压力会引起密度变化，所以流体力学中对气体流动的研究需要考虑密度的变化。
3. 流体静力学压力：流体静力学压力是由于流体自身重力或外力作用下的压力差异引起的。
流体中的每一点都承受来自其周围流体的压力。
4. 流体动力学压力：流体动力学压力是由于流体的动力作用引起的压力差异。
当流体以较高速度通过管道或物体时，流体动力学压力扮演着重要的角色。
二、流体力学原理流体力学原理是研究流体运动的基本规律，它由庞加莱提出的运动方程、贝努利定律、连续方程等组成。
以下将分别介绍这几个基本原理：1. 流体运动方程：流体运动方程描述了流体在空间中运动的规律。
流体运动方程包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
质量守恒方程指出质量在流体中不会凭空消失或产生；动量守恒方程描述了流体运动中受到的作用力和压力的关系；能量守恒方程则研究了流体在流动过程中的能量转化。
2. 贝努利定律：贝努利定律是流体力学中最为著名的定律之一。
它说明了在无粘度和定常状态下，流体在不同位置的速度、压力和高度之间存在着一种平衡关系。
贝努利定律在飞行器设计和管道流动等领域中有广泛的应用。
3. 材料导数：材料导数是流体力学中用来描述物质随时间变化的速率的重要概念。
对于流体来说，由于其非刚性的特性，物质随时间的变化需要通过材料导数来描述，它包括时间导数和空间导数。
流体的主要力学性质
微观机制：分子间吸引力、分子不规则运动的动量交换。
流体力学－－ Fluid Mechanics
天河学院 建筑工程系
Construction Engineering Department ，TianHe College
流体的黏性受温度的影响很大，而且液体和气体的黏性随温度的变化是不 同的。液体的黏性随温度升高而减小，气体的黏性随温度升高而增大。
造成液体和气体的黏性随温度不同变化的原因是由于构成它们黏性的主要 因素不同。分子间的吸引力是构成液体黏性的主要因素，温度升高，分子间的 吸引力减小，液体的黏性降低；构成气体黏性的主要因素是气体分子作不规则 热运动时，在不同速度分子层间所进行的动量交换。温度越高，气体分子热运 动越强烈动量交换就越频繁，气体的黏性也就越大。
二、流体的主要力学性质
2、粘性(viscosity)
y
F
U
b
uy
（1）牛顿内摩擦定律——Newton’s 实验
A
FU
du
Ab
dy
——内摩擦力。
Hale Waihona Puke 产生原因：分子引力；分子动量交换。
——动力粘性系数（Pa.s） 。 值越大，流体
越粘，抵抗变形运动的能力越强。
——运动粘性系数（m^2/s）。
二、流体的主要力学性质 2、粘性(viscosity) （2） 理想流体与粘性流体
理想流体： 的 0流体（无粘性流体）
粘性流体： 的0 流体（真实流体） （3） 牛顿流体和非牛顿流体
牛顿流体: c的on流st 体。剪应力和变 形速率满足线性关系。
非牛顿流体： (d的u 流dy体) 。剪切应力 和变形速率不满足线性关系。
理想流体和真实流体的比较研究
理想流体和真实流体的比较研究流体力学是研究流体运动和相互作用的学科，其中涉及到理想流体和真实流体的比较研究。
理想流体是一种理论假设，它假设流体是无黏性的、可压缩性小的，而真实流体则会存在黏性和可压缩性。
本文将对理想流体和真实流体进行比较研究，以及它们在流体力学中的应用。
一、理想流体的特性理想流体是一种理想化的流体模型，它具有以下特性：1. 无黏性：理想流体假设没有内部摩擦力，即没有黏性，流体分子之间相互之间没有相互作用力。
2. 不可压缩性：理想流体假设密度恒定不变，不随外部力的作用而发生变化。
3. 无摩擦：理想流体中不存在摩擦力，流体在运动时的能量损失完全归因于形成流体流动的外力。
二、真实流体的特性真实流体是指真实世界中存在的流体，它与理想流体相比具有以下特性：1. 黏性：真实流体内部具有一定的摩擦力，即黏性，黏性的存在会导致能量损失和流动阻力。
2. 可压缩性：真实流体在受到外力作用时，会发生密度和体积的变化，即可压缩性。
3. 摩擦：真实流体中存在摩擦力，摩擦会使流体在受力作用下产生能量损失。
三、理想流体和真实流体的比较1. 黏性差异：理想流体假设没有黏性，而真实流体存在黏性。
黏性的存在会引起能量损失和阻力，限制了真实流体的流动性能。
2. 可压缩性差异：理想流体假设是不可压缩的，而真实流体是可压缩的。
真实流体在受到外部作用时，会发生密度和体积的变化。
3. 摩擦差异：理想流体中不存在摩擦，而真实流体具有内部和外部摩擦力。
摩擦会使流体流动的能量损失更大。
四、理想流体和真实流体在流体力学中的应用1. 理想流体的应用：理想流体常用于建立理论模型，方便分析和计算。
例如，在空气动力学中，常使用理想气体模型进行空气流动的研究和计算，以获得飞行器受力和阻力的特性。
2. 真实流体的应用：真实流体在实际应用中更为常见。
例如，在工程中，通过研究真实流体的黏性和摩擦特性，可以优化管道和流体系统的设计，并减少能量损失。
此外，真实流体的可压缩性也是航空航天领域中重要的研究方向，以确保航天器在高速飞行中的稳定性和安全性。
流体力学
• 从微观上讲，流体是由大量的彼此之间有一定间 隙的单个分子所组成，而且分子总是处于随机运 动状态。 • 从宏观上讲，流体视为由无数流体质点（或微团） 组成的连续介质。 – 所谓质点，是指由大量分子构成的微团，其尺 寸远小于设备尺寸，但却远大于分子自由程。
– 这些质点在流体内部紧紧相连，彼此间没有间 隙，即流体充满所占空间，称为连续介质。
③判断安装是否合适：若
H g实
H 低于 g允
，则说明安装
合适，不会发生汽蚀现象，否则，需调整安装高度。
④欲提高泵的允许安装高度，必须设法减小吸入管路的
阻力。泵在安装时，应选用较大的吸入管路，管路尽 可能地短，减少吸入管路的弯头、阀门等管件，而将 调节阀安装在排出管线上。
4.1.4离心泵的类型与选用
• 注意：
• 对于静止流体，由于各流层间没有相对运动，粘滞性不 显示。 • 流体粘滞性的大小通常用动力粘滞性系数μ和运动粘滞 性系数ν来反映，它们是与流体种类有关的系数，粘滞 性大的流体，μ和ν的值也大，它们之间存在一定的比例 关系。 μ ＝ νρ • 流体的粘滞性还与流体的温度和所受压力有关，受温度 影响大，受压力影响小。实验证明，水的粘滞性随温度 的增高而减小，而空气的粘滞性却随温度的增高而增大。
• (3)恒定流 流体运动时，流体中任一位置的压强、 流速等运动要素不随时间变化，这种流体运动称 为恒定流，如图1.11(a)所示。 • (4)非恒定流 流体运动时，流体中任一位置的运 动要素如压强、流速等随时间变化而变化，这种 流体运动称为非恒定流，如图1.11(b)所示。
四、流体的输送机械
常用的流体输送机械
2.汽蚀余量：
汽蚀余量NPSH ：
泵入口处的动压头与静压头之和与以液柱高度表示的被输送液体在 操作温度下的饱和蒸汽压之差。
流体力学流体性质讲解
粘性、扩散性、热传导性
这种流体的输运性质，从微观上看，是通过分子的 无规则热运动及分子的相互碰撞实现的，分子在无 规则热运动中，将原先所在区域的流体宏观性质输 运到另一个区域，再通过分子的相互碰撞，交换、 传递了各自的物理量，从而形成新的平衡态。
流体的输运性质，主要指动量输运、能量输运、 质量输运，从宏观上看，它们分别表现为粘滞 现象、导热现象、扩散现象。
水 1.785 106 m2/s
1000C
水 0.282 103 Pa s
水 0.294 106 m2/s
-40C
空气 1.49 105 Pa s
空气 0.98105 m2/s
1000C
空气 2.18105 Pa s
空气 2.31105 m2/s
一般按具体流动中压缩程度的大小分类： 可压缩流 不可压缩流体
d 0
dt
一般地，当 / 5 时，按不可压缩流处理 一般情况下，水和其它液体认为不可压缩，可 忽略其密度变化。 低速气体流动(速度小于100米/秒)，通常也按不 可压缩流处理 也与研究问题有关，如空气中声波，要考虑压缩性。
它起源于分子间的相互作用和跨界面的动量交换
粘滞现象示意图
流体粘滞现象
A层流体具有较大的动量
B层流体分子具有较小的动量
（气体）分子无规则运动及碰撞导致A、B两层
流体动量发生变化，
（液体分子为分子间吸引力作用），在相邻流体
层间产生内摩擦，存在一个平行于流体层的剪切力。
动量定理
d
(
mv)
F
1
( T )p
1 v
v ( T )p
流体力学基本知识
第四节 流体在管道内的流动阻力
一、流体的流动类型与雷诺数 1、流体的雷诺实验 实验表明：流体在管道的流动状态分两种类型： (1)层流：流体在管内流动时，若其质点沿着与管轴平行 的方向作直线流动，整个管内流体就如一层一层的同 心圆筒在平行流动，这种流动状态称为层流或滞流； (2)湍流：流体在管内流动时，若其质点除沿着管道向前 流动外，还作无规则的杂流运动，质点间彼此碰撞互 相混合，各质点的运动速度在大小和方向上都随时发 生变化，这种流动状态称为湍流或紊流。
第二节 流体静力学的基本概念
一、流体的压力：流体垂直作用于单位面 积上的力称为流体的静压强，又称为流体 的压力； 表达式为： p=F/A p—流体的静压强 (N/m2或Pa) F—垂直作用于流体表面上的力(N) A—作用面的面积(m2)
第二节 流体静力学的基本概念
二、流体静力学基本方程式： 1、推导： 垂直方向上作用于液柱的力有： (1)作用于上底面的压力F1：F1=p1·A↓ (2)作用于下底面的压力：F2=p2·A↑ (3)液体柱重力：W=mg=ρVg=ρ(Z1 – Z2)Ag↓
第三节 管内流体流动的基本方程式
(2)质量流速ω：单位时间内流体流经管道任一截面单 位面积的质量，单位kg/m2· s；它与质量流量的关 系为ω=G/A。 假若生产流量一定，因为V=πud2/4，所以 d=[V/(0.785u)]1/2 流体流速范围参阅有关标准及根据经济权衡决定： 当V一定时，u增大，则d减小，管材费用少，流动阻 力增大，动力消耗增大，操作费用增大； 当V一定时，u减小，则d增大，管材费用增加，流动 阻力减小，动力消耗减小，操作费用减小；在允许 范围内，从长远利益考虑，一般选择管径较大者。
建筑设备工程
—— 第一章 流体力学基本知识
流体力学总结
流体力学总结第一章流体及其物理性质1. 流体：流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质，只要这种力继续作用，流体就将继续变形，直到外力停顿作用为止。
流体一般不能承受拉力，在静止状态下也不能承受切向力，在任何微小切向力的作用下，流体就会变形，产生流动 2. 流体特性：易流动(易变形)性、可压缩性、粘性 3. 流体质点：宏观无穷小、微观无穷大的微量流体。
4. 流体连续性假设：流体可视为由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。
稀薄空气和激波情况下不适合。
5. 密度0limV m m V V δδρδ→==重度0lim V G Gg V Vδδγρδ→===比体积1v ρ=6. 相对密度：是指*流体的密度与标准大气压下4︒C 时纯水的密度〔1000〕之比w wS ρρρ=为4︒C 时纯水的密度13.6Hg S = 7. 混合气体密度1ni ii ρρα==∑8. 体积压缩系数：温度不变，单位压强增量引起的流体体积变化率。
体积压缩系数的倒数为体积模量1P PK β=9. 温度膨胀系数：压强不变，单位温升引起的流体体积变化率。
10. 不可压缩流体：流体受压体积不减少，受热体积不膨胀，密度保持为常数，液体视为不可压缩流体。
气体流速不高，压强变化小视为不可压缩流体 11. 牛顿内摩擦定律：du dyτμ=黏度du dyτμ=流体静止粘性无法表示出来，压强对黏度影响较小，温度升高，液体黏度降低，气体黏度增加μυρ=。
满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体。
12. 理想流体：黏度为0，即0μ=。
完全气体：热力学中的理想气体第二章流体静力学1. 外表力：流体压强p 为法向外表应力，内摩擦τ是切向外表应力〔静止时为0〕。
2. 质量力〔体积力〕：*种力场对流体的作用力，不需要接触。
重力、电磁力、电场力、虚加的惯性力 3. 单位质量力：x y z Ff f i f j f k m==++，单位与加速度一样2m s 4. 流体静压强：1〕流体静压强的方向总是和作用面相垂直且指向该作用面，即沿着作用面的内法线方向2〕在静止流体内部任意点处的流体静压强在各个方向都是相等的。
工程流体力学流体特性
a越小，表示流体越不易膨胀，还是越易膨胀？为什么？ 越不易膨胀
第四节 流体的粘性 一、流体粘性的概念：
观察圆管中的流动：圆管中心： V = Vmax ； 圆管壁面： V = 0
圆管中的各层流体的速度自中心向壁面逐渐减慢直到 0。
如流动中伴有温度场的改变热量交换热流体力学如流动中伴有燃烧的发生有化学反应燃烧流体力学如流体与固体相互作用流固耦合问题流固耦合如流动中伴有声的传播气动噪声问题气动声学同时又是一门应用科学跟踪现代工业革命和技术革命
二、流体力学的学科特点
流体力学是一门基础科学，是物理学的一个组成部分。
如流动中伴有温度场的改变，热量交换 －>流体力学和热力学交叉 ——热流体力学
分子直径： 3*10-10m
流体内部有间隙，空的地方多，内部是不连续 的。但间隙的绝对尺寸又十分微小。
宏观上：如在流体中任取一个微团， 如1m3，1mm3，1mm3， 该微团必包含很多分子，这许多分子运动的统计 特性就为微团的特性。
（应力、密度、温度、压强、宏观运动速度等）
连续介质假说：把不连续的流体看成由连续分布的微团组
三、不可压缩流体：不计压缩性和热胀性对流体性质的影 响，密度 r为常数的流体。
水的性质
一个大气压下空气的性质
固体和流体力学性质不同： ?固体： 1. 分子间距较小，抗压、 抗拉、抗切 2. 在外力作用下，一般只发生很 小变形
在弹性范围内，到一定程度变形就 停止 3. 变形与时间无关 ，
外力撤去， 物体恢复原状，有一定形状
?流体： 1. 分子间距较大，只抗压、 不抗拉，静止时不抗切 ， 2. 只要受到切力作用，就要发生 连续不断的变形 ， 3. 变形与时间有关 －>具有流动性
流体力学的基本概念与原理
流体力学的基本概念与原理引言：流体力学是研究流体运动规律的学科，涉及广泛且应用领域广泛。
本文将介绍流体力学的基本概念与原理，包括流体、流体静力学、流体动力学以及相关应用等方面的内容。
一、流体的基本特性流体是指能够流动的物质，主要包括液态流体和气态流体。
相较于固体，流体具有以下基本特性：1. 流动性：流体能够在物体表面滑动或流动。
2. 不可压缩性：理想流体在正常条件下几乎不可压缩，而实际流体也只在极高压力下才会发生明显的压缩。
3. 连续性：流体不存在间断，可以填充空间。
4. 流体内部分子间力的相对较小：流体分子间的相互作用力相对较弱，以致于在外力作用下，流体分子会相对较快地改变位置。
二、流体静力学流体静力学研究的是处于静止状态的流体，主要涉及以下概念与原理：1. 压强：压强是流体对单位面积上的压力。
根据帕斯卡原理，流体中的压强在各个方向上都是相等的。
2. 大气压：大气压是指大气对物体单位面积上的压力，通常用标准大气压作为基准。
3. 浮力：根据阿基米德原理，浸在液体中的物体会受到一个向上的浮力，其大小等于物体排斥液体的重量。
4. 斯托克斯定律：斯托克斯定律描述了粘性流体中小球的受力情况，根据该定律，小球的阻力与小球半径、流体黏度以及小球速度有关。
三、流体动力学流体动力学研究的是流体在运动过程中的行为，主要涉及以下概念与原理：1. 流速与流量：流速是单位时间内通过某个截面的流体体积，流量是单位时间内通过某个截面的流体质量或体积。
2. 流体动能：流体动能是流体由于运动而具有的能量，与流体的质量和速度有关。
3. 费诺特定律：费诺特定律是描述粘性流体内摩擦力与流速梯度之间关系的定律，根据该定律，粘性流体内部存在着滑动摩擦和黏滞摩擦。
4. 贝努利定律：贝努利定律描述了在不可压缩、稳定流动的流体中，沿着流线速度增大的地方，压强会减小；反之，速度减小的地方，压强会增大。
四、流体力学的应用流体力学的研究内容和应用广泛，常见的应用领域包括但不限于：1. 水力学：研究水的流动、水耗等问题，广泛应用于水利工程、水电站等领域。
流体力学知识点总结
流体力学知识点总结流体力学知识点总结第一章绪论1液体和气体统称为流体，流体的基本特性是具有流动性，只要剪应力存在流动就持续进行，流体在静止时不能承受剪应力。
2流体连续介质假设：把流体当做是由密集质点构成的，内部无空隙的连续体来研究。
3流体力学的研究方法：理论、数值、实验。
4作用于流体上面的力（1）表面力：通过直接接触，作用于所取流体表面的力。
ΔFΔPΔTAΔAVτ法向应力pA周围流体作用的表面力切向应力作用于A上的平均压应力作用于A上的平均剪应力应力为A点压应力，即A点的压强法向应力为A点的剪应力切向应力应力的单位是帕斯卡（pa），1pa=1N/㎡，表面力具有传递性。
（2）质量力：作用在所取流体体积内每个质点上的力，力的大小与流体的质量成比例。
（常见的质量力：重力、惯性力、非惯性力、离心力）单位为5流体的主要物理性质（1）惯性：物体保持原有运动状态的性质。
质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。
常见的密度（在一个标准大气压下）：4℃时的水20℃时的空气（2）粘性huu+duUzydyx牛顿内摩擦定律：流体运动时，相邻流层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。
即以应力表示τ—粘性切应力，是单位面积上的内摩擦力。
由图可知——速度梯度，剪切应变率（剪切变形速度）粘度μ是比例系数，称为动力黏度，单位“pa·s”。
动力黏度是流体黏性大小的度量，μ值越大，流体越粘，流动性越差。
运动粘度单位：m2/s同加速度的单位说明：1）气体的粘度不受压强影响，液体的粘度受压强影响也很小。
2）液体T↑μ↓气体T↑μ↑无黏性流体无粘性流体，是指无粘性即μ=0的液体。
无粘性液体实际上是不存在的，它只是一种对物性简化的力学模型。
（3）压缩性和膨胀性压缩性：流体受压，体积缩小，密度增大，除去外力后能恢复原状的性质。
T一定，dp增大，dv减小膨胀性：流体受热，体积膨胀，密度减小，温度下降后能恢复原状的性质。
P一定，dT增大，dV增大A液体的压缩性和膨胀性液体的压缩性用压缩系数表示压缩系数：在一定的温度下，压强增加单位P，液体体积的相对减小值。
流体力学简答题
1、什么是流体？流体的三大特性？流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质易流动性，可压缩性，黏性2、什么是流体的连续介质假设？将流体视为由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。
3、什么是不可压缩流体？不可压缩流体是指密度为常数的流体（不存在，任何实际流体都是可以压缩的）4、体积压缩系数、温度膨胀系数如何定义？流体受到的压强增大，则体积缩小，称为流体的压缩性。
在一定的压强下，随着温度上升，流体的体积膨胀，称为流体的膨胀性。
5、什么是流体的黏性？当流体层间发生相对滑移时产生切向阻力的特性，就是流体的黏性。
6、什么是牛顿内摩擦定律？作用在流层上的切向应力与速度梯度成正比，比例系数为流体的动力黏度7、动力黏度与压强、温度有什么关系？液体温度越高动力黏度越小，气体温度越高动力黏度越大。
普通压强对流体黏度几乎无影响，但在高压作用下，气体液体的黏度均随压强升高而增大。
8、什么是理想流体？理想流体是指黏度为零的流体。
实际流体都是有黏性的。
9、如何计算肥皂泡内的压强？4*表面张力系数/曲率半径。
1、什么是质量力、表面力，二者有何关系？指作用在所研究的流体体积表面上的力，它是由与流体相接触的其它物体（流体或固体）的作用产生的是指作用于流体内部每一流体质点上的力，它的大小与质量成正比。
2、流体静压强有什么特性？特性一：流体静压强的方向总是和作用面相垂直且指向该作用面，即沿着作用面的内法线方向。
特性二：在静止流体内部任意点处的流体静压强在各个方向都是相等的。
处于平衡状态的流体，单位质量流体所受的表面力分量与质量力分量彼此相等。
3、流体静力学基本方程的适用条件和物理意义？适用条件：质量力只有重力，不可压缩流体物理意义：在静止的不可压缩均质重力流体中，任何一点的位势能和压强势能之和为常数，即总静能头保持不变。
4、达朗贝尔原理在静力学中有何应用？附加一个方向与速度方向相反的惯性力5、什么是物体受到的总压力？即作用在平面上的液体总压力为一假想以平面面积为底，以平面形心淹深为高的柱体的液重。
流体力学实验装置的流体流动特性分析方法
流体力学实验装置的流体流动特性分析方法流体力学实验装置的设计和分析对于研究流体流动的性质和特性具有重要意义。
在科学研究和工程应用中，通过合理的设计和准确的分析，可以更好地理解流体的特性，优化流体流动过程，提高工程效率。
本文将针对流体力学实验装置的流体流动特性分析方法展开讨论。
一、实验装置的基本结构流体力学实验装置通常由流体注入口、流动通道、压力传感器、流速测量装置等基本组成部分构成。
在实验过程中，通过控制流体注入口的流量和速度，可以实现对流动速度和流体压力的调节，从而对流体流动特性进行研究。
二、流体流动特性的参数分析1. 流体速度分布流体速度分布是描述流体流动特性的重要参数之一。
通过在不同位置上测量流体速度，可以分析流体在流动过程中的变化规律。
其中，流速分布的均匀性和稳定性对于流体流动的稳定性和可控性具有重要影响。
2. 流体压力分布流体在流动过程中会产生压力变化，而流体的压力分布则反映了流体流动的受力情况。
通过在流体流动通道上设置压力传感器，可以实时监测流体压力的变化，并分析流体流动的受力状态。
三、流体流动特性的分析方法1. 数值模拟分析法数值模拟是一种常用的分析流体流动特性的方法。
通过建立流体力学模型，采用数值计算方法对流体流动过程进行模拟，可以得到流速、压力等参数的数值解，从而揭示流体流动的特性。
2. 实验测试分析法实验测试是验证和分析数值模拟结果的重要手段。
通过在流体力学实验装置上进行实验测试，可以获得真实的流体流动数据，并与数值模拟结果进行对比分析，验证模拟的准确性和可靠性。
四、流体流动特性分析的应用流体流动特性的分析方法在工程领域有着广泛的应用。
例如，在航空航天领域，可以通过分析飞行器的流体流动特性，优化飞行器的空气动力学性能；在能源领域，可以通过分析液体或气体在管道中的流动特性，提高能源传输效率等。
综上所述，流体力学实验装置的流体流动特性分析方法对于研究流体流动具有重要的意义。
通过合理的设计和精确的分析，可以更好地理解流体的运动规律，为工程实践和科学研究提供有力支撑。
流体力学知识重点
流体力学知识重点流体连续介质模型：可以认为流体内的每一点都被确定的流体质点所占据，其中并无间隙，于是流体的任一物理参数（）都可以表示为空间坐标跟时间的连续函数（），而且是连续可微函数，这就是流体连续介质假说，即流体连续介质模型。
流体的力学特性1，流动性：流体没有固定的形状，其形状取决于限制它的固体边界，流体在受到很小的切应力时，就要发生连续的变形，直到切应力消失为止。
2，可压缩性：流体不仅形状容易发生变化，而且在压力作用下体积也会发生变化。
3，粘滞性：流体在受到外部剪切力作用发生连续变形，即流动的过程中，其内部相应要发生对变形的抵抗，并以内摩擦的形式表现出来，运动一单停止，内摩擦即消失。
牛顿剪切定律：流体层之间单位面积的内摩擦力与流体变形速率（速度梯度）成正比（）无滑移条件：流体与固体壁面之间不存在相对滑动，即固体壁面上的流体速度与固体壁面速度相同，在静止的固体壁面上，流体速度为零。
理想流体：及粘度（）的流体，或称为无黏流体表面张力：对于与气体接触的液体表面，由于表面两侧分子引力作用的不平衡，会是液体表面处于张紧状态，即液体表面承受有拉伸力，液体表面承受的这种拉伸力称为表面张力。
表面张力系数：液体表面单位长度流体线上的拉伸力称为表面张力系数，通常用希腊字母（）表示，单位（）毛细现象：如果将直径很小的两只玻璃管分别插入水和水银中，管内外的液位将有明显的高度差，这种现象称为毛细现象，毛细现象是由液体对固体表面的润湿效应和液体表面张力所决定的一种现象。
毛细现象液面上升高度（）牛顿流体：有一大类流体，他们在平行层状流动条件下，其切应力（）与速度梯度（）表现出线性关系，这类流体被称为牛顿型流体，简称牛顿流体。
描述流体运动的两种方法1，拉格朗日法：通过研究流体场中单个质点的运动规律，进而研究流体的整体运动规律，这一种方法称为拉格朗日法2，欧拉法：通过研究流体场中某一空间点的流体运动规律，进而研究流体的整体运动规律，这一种方法称为欧拉法迹线：流体质点的运动轨迹线曲线称为迹线流线：流线是任意时刻流场中存在的一条曲线，该曲线上流体质点的速度方向与其所在点处曲线的切线方向一致。
流体力学资料复习整理
流体复习整理资料第一章 流体及其物理性质1.流体的特征——流动性:在任意微小的剪切力作用下能产生连续剪切变形的物体称为流体。
也可以说能够流动的物质即为流体。
流体在静止时不能承受剪切力，不能抵抗剪切变形。
流体只有在运动状态下，当流体质点之间有相对运动时，才能抵抗剪切变形。
只要有剪切力的作用，流体就不会静止下来，将会发生连续变形而流动。
运动流体抵抗剪切变形的能力（产生剪切应力的大小）体现在变形的速率上，而不是变形的大小（与弹性体的不同之处）。
2.流体的重度：单位体积的流体所的受的重力，用γ表示。
g 一般计算中取9.8m /s 23.密度：=1000kg/，=1.2kg/，=13.6，常压常温下，空气的密度大约是水的1/8003. 当流体的压缩性对所研究的流动影响不大，可忽略不计时，这种流体称为不可压缩流体，反之称为可压缩流体。
通常液体和低速流动的气体（Ｕ<70m ／s ）可作为不可压缩流体处理。
4.压缩系数：弹性模数：21d /d pp E N m ρβρ==膨胀系数：）（K /1d d 1d /d TVV T V V t ==β5.流体的粘性：运动流体内存在内摩擦力的特性（有抵抗剪切变形的能力），这就是粘滞性。
流体的粘性就是阻止发生剪切变形的一种特性，而内摩擦力则是粘性的动力表现。
温度升高时，液体的粘性降低，气体粘性增加。
6.牛顿内摩擦定律： 单位面积上的摩擦力为：3/g N m γρ=p V V p V V p d d 1d /d -=-=β21d 1d /d d p V m NV p pρβρ=-=h U μτ=内摩擦力为： 此式即为牛顿内摩擦定律公式。
其中：μ为动力粘度，表征流体抵抗变形的能力，它和密度的比值称为流体的运动粘度ν τ值既能反映大小，又可表示方向，必须规定：公式中的τ是靠近坐标原点一侧(即t -t 线以下)的流体所受的内摩擦应力，其大小为μ du/dy ，方向由du/dy 的符号决定，为正时τ与u 同向，为负时τ与u 反向，显然，对下图所示的流动，τ＞0， 即t —t 线以下的流体Ⅰ受上部流体Ⅱ拖动，而Ⅱ受Ⅰ的阻滞。
流体力学中的流体流动特性
流体力学中的流体流动特性流体力学是研究流体运动规律和特性的学科领域，涉及到流体的流动、压力、速度、流量等方面的研究。
在流体力学中，了解流体流动的性质和特性对于许多工程领域的设计与优化至关重要。
本文将从三个方面，即流体的流动类型、流体的速度分布以及流体的流动稳定性，来探讨流体力学中的流体流动特性。
1. 流体的流动类型在流体力学中，流体的流动可以分为层流和湍流两种类型。
层流是指流体沿规则的路径流动，流体分层有序，粒子相对位置相对稳定。
层流主要发生在低速流动和管道内部的流动中，如细管内的液体流动。
相反，湍流是指流体流动时的剧烈扰动，呈现出无规则、复杂的流动状态。
湍流会导致流体混合和能量损失增加，常见于高速流动和表面粗糙的情况下。
2. 流体的速度分布在流体力学中，经典的速度分布规律是根据流体在管道内的流动状态而得出的。
根据这些规律，可以推导出流体速度与流道截面位置的关系，从而了解流体流动过程中的速度分布特性。
常见的速度分布曲线包括泊肃叶斯定律和平均流速曲线。
泊肃叶斯定律描述了流体在管道内的速度分布，表明在层流状态下，流体的速度在管道中心处最大，并随着离开管道中心位置的增加而逐渐减小。
而平均流速曲线则描述了流体的平均速度与管道截面位置的关系，通常呈现出慢变快的趋势，与泊肃叶斯定律相对应。
3. 流体的流动稳定性流体的流动稳定性是指流体流动过程中是否容易出现不稳定现象，如涡旋、涡流和分离等。
流动稳定性对于一些工程应用至关重要，如飞行器的空气动力学性能和油气输送管道的可靠运行。
在流体力学中，雷诺数是描述流动稳定性的重要参数。
当雷诺数小于一定临界值时，流体流动稳定，层流状态占主导；当雷诺数超过该临界值时，流体流动不稳定，湍流状态占主导。
因此，可通过调节流体的雷诺数来控制流动的稳定性。
总结起来，流体力学中的流体流动特性主要包括流体的流动类型、流体的速度分布以及流体的流动稳定性。
了解和研究这些特性对于工程设计和优化具有重要意义，有助于提高工程的效率和可靠性。
流体的流动特性
流体的流动特性引言流体的流动特性是研究流体运动规律的重要内容。
流体力学是物理学中的一个重要分支，它研究的对象是液体和气体在外力作用下的运动规律以及与之相关的物理量。
了解流体的流动特性对于许多领域的研究和应用具有重要意义，例如工程、气候学、生物医学等。
流体的流动类型流体的流动可以分为稳定流动和非稳定流动两种类型。
1.稳定流动：稳定流动是指流体在一定条件下，流动速度和流动方向均保持不变的流动状态。
在稳定流动中，流体的流线、速度分布和压力分布均保持稳定。
2.非稳定流动：非稳定流动是指流体在某些条件下，流动速度和流动方向会发生变化的流动状态。
非稳定流动通常具有周期性和随机性，不同条件下的非稳定流动状况差异较大。
流体的运动方程流体的运动可以通过流体的运动方程来描述。
流体的运动方程包括连续性方程、动量方程和能量方程。
1.连续性方程：连续性方程是指流体在运动过程中，质量的守恒关系。
根据连续性方程可以得到质量守恒的微分形式和积分形式。
2.动量方程：动量方程描述了流体在外力作用下运动状态的变化。
动量方程可以分为欧拉方程和纳维-斯托克斯方程两种形式。
3.能量方程：能量方程描述了流体在运动中的能量变化情况，包括内能、动能和压力能等。
流体的流动特性参数为了描述流体的流动特性，我们需要引入一些参数来量化流体的流动行为。
1.流速：流速是流体单位时间内通过单位面积的体积。
流速是描述流体流动快慢的重要参量，常用的单位有米/秒、升/秒等。
2.流量：流量是流体单位时间内通过某个截面的体积。
流量可以用来衡量流体在垂直截面上的传递情况。
3.粘度：粘度是流体内部分子间相互作用力引起的阻碍流体流动的特性。
粘度决定了流体的黏稠程度，常用的单位有帕斯卡秒（Pa•s）。
4.层流和湍流：层流是指流体沿着平行的流线有序地流动的状态，湍流是指流体运动中出现的涡旋和紊乱的流动状态。
5.雷诺数：雷诺数是用来描述流体流动状态的一个重要无量纲参数。
它是流体的惯性力和粘性力的比值，能够判断流体流动的稳定性和湍流的发生。
流体力学重点概念总结
第一章绪论液体和气体统称流体，流体的基本特性是具有流动性。
表面力是通过直接接触，作用在所取流体表面上的力。
质量力是作用在所取流体体积内每个质点上的力，因力的大小与流体的质量成比例，故称质量力（重力是最常见的质量力）。
惯性是物体保持原有运动状态的性质，改变物体的运动状态，都必须克服惯性的作用。
表示惯性大小的物理量是质量，质量愈大，惯性愈大，运动状态愈难以改变。
密度：单位体积的质量，以符号ρ表示。
（单位：kg/m3）。
流体的流动性：流体具有易流动性，不能维持自身的形状，即流体的形状就是容器的形状。
流体在静止时不能承受剪切力，任何微小的剪切力作用，都使流体流动，这就是流动性的力学解释。
粘性是流体的内摩擦特性，或者说是流体阻抗剪切变形速度的特性。
在简单剪切流动的条件下，流体的内摩擦力符合牛顿内摩擦定律。
牛顿平板实验。
上平板带动粘附在板上的流层运动，而能影响到内部各流层运动，表明内部相邻流层之间存在着剪切力，即内摩擦力，这就是粘性的表象。
因此说粘性是流体内摩擦特性。
牛顿内摩擦定律:T=μA(du/dy)【流体的内摩擦力T与流速梯度（U/h）=(du/dy)成比例，与流层的接触面积A成比例，与流体的性质有关，与接触面上的压力无关。
】[动力]粘度μ：反映流体粘性大小的系数，单位：Pa.s，μ值越大，流体越粘，流动性越差。
运动粘度ν：ν=μ/ρ。
液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度却随温度的升高而增大。
其原因是液体分子间的距离很小，分子间的引力即内聚力是形成粘性的主要因素，温度升高，分子间距离增大，内聚力减小，粘度随之减小；气体分子间距离远大于液体，分子热运动引起的动量交换是形成粘性的主要因素，温度升高，分子热运动加剧，动量交换加大，粘度随之增大。
无粘性流体，是指粘性，即μ=0的液体。
无粘性流体实际上是不存在的，它是一种对物理性质进行简化的力学模型。
压缩性是流体受压，分子间距离减小，体积缩小的性质。
膨胀性是流体受热，分子间距离增大，体积增大的性质。
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单位质量流体的质量力
（2）表面力 将
Fn
F
S
F
S
分解为法向 F n 和切向 F t
P lim Fn S
即压强
Ft 0
（理想或静止流体）
1.3 流体的压缩性和膨胀性
一、流体的压缩性 一定温度下升高一个单位压强时，体积的相对缩小量
1
1 dV V dp
1 d
dp
： 弹性模量E：Pa
二、膨胀性 一定压强下，温度升高1个单位时体积的相对增加量。 温度膨胀系数
1 dV V dT 1 dv v dT 1 d
T
1.4 流体的粘性 1. 流体粘性及内摩擦概念
牛顿在《自然哲学的数学原理》指出： 相邻两层流体作相对运动时存在内摩擦作用,称为粘性力。
2
常温常压下，水和空气的粘度系数分别为 水： 1 10 m / s 0.01cm / s
6 2 2
空气： 15 10 m / s 0.15cm / s
5 2 2
水 1 / 15 空气 ＝
例：套筒固定，轴均匀旋转，其间隙充满油液，求施于轴
上的扭矩。油=900kg/m3；油=2105m2/s；=150s-1； D=100 mm；d=99.5 mm；L=120mm。
液体表面性质 1）表面张力是指液体与气体 交界面上的张应力δ，单位 N/m 2） 表面张力现象： ⑴ 肥皂泡 ⑵ 洗洁剂 ⑶ 毛细现象
p 2 R
p ( 1 R1 1 R2 )
• 流体粘性形成原因:
(1)两层液体之间的粘性力主要由分子内聚力形成
(2)两层气体之间的粘性力主要由分子动量交换形成
2 牛顿内摩擦定律
牛顿在《自然哲学的数学原理》中假设：“流体两部分由于缺乏润滑而引 起的阻力，同这两部分彼此分开的速度成正比”。粘性切应力为：
dV dy
上式称为牛顿内摩擦定律，它表明： ⑴粘性切应力与速度梯度成正比； ⑵粘性切应力与接触面积成正比； ⑶与流体物性无关； (4)与接触面压强无关。 速度梯度＝角变形速度
m v
z · P
v
0
y
x
好处
分子效应 连续介质
介质连续，可引用数学方法
3积含有足够多的分子
v*
v
1.2 作用在流体上的力
1 作用力的分类 重力
（1）质量力（体积力）
R X i Y j Z k
F
B
惯性力 电磁力
流体力学
▲ 在流体内部压强可向任何方向传递；
▲ 在一定条件下流体内部可形成超乎想象的复杂结构。
1.1 流体的力学特性和连续介质模型
二、连续介质模型 1 流体质点概念
(1) 无线性尺度、无热运动的点
(2) 将临界体积范围内的分子平均特性赋于此点。 2 连续介质假设： 假设流体是由连续分布的流体质点组成的介质。 不研究复杂的分子运动，而着眼于宏观运动
1.1 流体的力学特性和连续介质模型
一、流体的力学特性
▲ 在剪切力持续作用下，流体能产生无限大的变形
流体的力学定义是：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。
流体与固体在宏观力学行为方面的主要差异是流体具有易变形性 易变形性表现在
在剪切力停止作用时，流体不作任何恢复变形；
任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形。
牛顿流体和非牛顿流体
3 粘度
1）动力粘度 μ
粘度的单位是Pa•s(帕秒）或 kg/m•s
• 温度对流体粘度的影响很大
气体：T升高，μ增加，气体粘性由分子不 规则热运动产生； 液体： T升高，μ减小，液体粘性由分子 内聚力产生。
理想流体和非理想流体
粘度 2）运动粘度
ρ
运动粘度的单位是
m /s
D d L d y 0 V = d /2
解：轴表面 处处相等，切应力产生阻力矩。
油=900kg/m3, 油= 2105m2/s, =150s-1
D=100 mm；d=99.5 mm； L=120mm d
d 2
du dy
2 D d 2
q =
dL =0.5油油d3L/(D-d）=1.0Nm