流体力学-密度等概念

对于均质流体，设其体 积为 V，重量为 G，则
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G dG lim V 0 V dV
非均质
国际单位为牛顿／米3。水重度为9800牛顿／米3。
3、密度与重度的关系 根据牛顿第二定律可知，质量和重量的关系为
G Mg
对此式两边同除以体积 V 后，则得
g
式中 g＝9.80 米／秒 2。 4、比容 在气体中，常用比容这一物理量，比容 v 是单位质量流体的体 积，应和密度成倒数关系，即 1 v
某些常见的液体的相对密度
流体 蒸馏水 海水 重原油 中原油 轻原油 煤油 航空煤油 普通汽油 相对密度 1.00 1.02~1.03 0.92~0.93 0.88~0.90 0.86~0.88 0.79~0.82 0.78 0.70~0.75 温度(℃) 流体 4 航空汽油 4 轻柴油 15 15 15 15 15 15 润滑油 重油 沥青 甘油 水银 酒精 相对密度 温度(℃) 0.65 15 0.83 0.89~0.92 0.89~0.94 0.93~0.95 1.26 13.6 0.79~0.80 15 15 15 15 0 15 15
第一章
流体及其主要物理性质
• 流体在各种不同水力现象中的表现，取决于：
质 内因：流体本身物理性 力 外因：作用在流体上的
• 因此，在研究流体力学规律之前，需要了解流 体的主要物理性质和作用在流体上的力。
第一节
流体的概念
1、定义 • （1）自然界中的物质有三态：液态、气态和固态。 从外观上看，液体和气体很不相同，但是从某些性能方面来 看,液体和气体是相似。 流体包括：液体和气体。

5、相对密度（比重）
（1） 液体的相对密度：是指液体的密度与温度 为 4℃蒸馏水密度之比，用 或 d 表示。 ＝ ＝ 水 水 蒸馏水在 4℃时密度最大，为 1000 千克／米 3。 （2） 气体的相对密度：是指在同样的压强和温 度条件下，气体密度与空气的密度之比。
相对密度是—个比值，是个无因次数。
（流体就占了两态，可见流体力学涉及范围之广及其在相关 的自然科学和工程技术领域中的重要性。）
流体与固体相比，分子排列松散，分子引力较小，运动较强 烈无一定形状，易流动，只能抗压，不能抗拉和切。
（2）流体：凡是无一定形状、容易流动的物质。 任意微小剪切力持续作用下，流体会发生发生连续变形。
2、流体连续介质假设
组成流体的最小物质实体：流体质点（微团）。而流体质 点是由分子组成的。
从分子物理学的观点来看： 流体和一切物质一样是由大量做不规则运动的分子组成的， 分子和分子之间存在空隙但空隙微小。
在标准条件下，l mm3 空气含有1.7×1016 个分子，分子之 间的距离为10－6cm。 • 对于液体，l mm3含有3×1021个左右的分子，分子之间的 距离是10－7cm。 •
例1
若泥浆的相对密度为 1.2，求其密度和重度，并确
定 90m3 的泥浆所受的重力。
解：泥浆的密度 ＝水＝ .2 1000 1200 / m3 1 Kg 泥浆的重度 g 1200 9.8 11760 / m3 N 泥浆所受的重力 G Mg V gV 1200 9.8 90 1.06106 N
第二节
流体的主要物理性质
• 一、密度和重度 • 1、密度
单位体积内所具有的流体质量称 为密度，以表示
国际单位为千克／米3
M ＝ V
M dM lim V 0 V dV
对于均质流体其体积为V，质 量为M，则 非均质
2、重度
流体单位体积内所具有的 重量称为重度。以表示
G V