流体力学复习内容

d f , w
w 1000 kg / m3
混合气体的密度（2-7）：
n
11 22 nn ii
i 1
• 单种气体的动力黏度（苏士兰关系式）：
0
273 S T S
T
3/ 2
273
第三章 流体静力学
1、流体静力学：
研究流体处于静止（或相对平衡）状态时， 作用于流体上的各种力之间的关系。
§2.5 流体的压缩性和膨胀性
1)压缩系数： 一定质量的流体在温度不变时，每增加
单位压强，单位体积流体所产生的体积增加量，
k V /V (m2 / N ) p
V：压强变化前的流体体积； dp： 压强相对于p 的增量。
其值越大，流体 越容易压缩;反之， 就不容易压缩。
★体积模量K：衡量流体压缩性的大小
流体力学研究的内容主要包括三大部分：
1、流体静力学：研究流体处于静止（或相对平衡） 状态时，作用于流体上的各种力的平衡关系。
2、流体运动学：研究在给定条件下流体运动的特 征和规律，但不涉及运动发生和变化的原因。
3、流体动力学：它研究流体在运动状态时，作用于流体
上的力与运动要素之间的关系，以及流体的运动特征与能量转 换等，这一部分称为流体动力学。
的统计平均值有意义（如密度，速度，压强，温度， 粘度，热力学能等宏观属性）。而无需研究所有单 个分子的瞬时状态。
§2.5 流体的可压缩性
流体体积随着压力和温度的改变而发生变化的性 质。
二、流体的第二个重要特性——可压缩性
表面现象
单一参数影响规律
包含两个 特性
压强变化对流体体积的影响：流体压缩性
参数量化关系 温度变化对流体体积的影响：流体膨胀性
第六章 管内流动和水力计算
第二章：流体的三大特性； 第三章：流体静力学：压强和压力分布；
第五章：指导模型试验的相似原理； 三个基本比例尺，相似准则数。
第四章：流体运动学和动力学基础： 管道内流动的连续方程、动量方程、能量方程。
第六章：管内流动和水力计算 液体在管内的流动状态，速度分布、能量损失、
各类管流的水力计算。
三、流体的粘性 牛顿内摩擦定律
1、粘性的定义（viscosity） 流体的粘性指的是：各流体微团之间发生相对
滑移时产生切向阻力的性质。
单位面积上的切向应力： / h 流体牛顿内摩擦阻力： F A
：动力粘度、单位：N s/m2（ Pa.s ）。
：运动粘度 ： / m2/s
§2.6 流体的粘性（剪切）应力
表明：静止液体中，流体静压强的增量dp随坐标增量 的变化决定于质量力。
3.6 静止液体作用在平面上的总压力
§2.2 流体受力平衡微分方程
压强全微分方程： dp fxdx f ydy fzdz
流体：是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的 物质。（特征一：流动性）
自然界物质的主要形态
固态 液态
流体
气态
等离子态
1）流体和固体的特征区别（流体定义）？
§2.2 连续介质假设
连续介质模型假设—— 流体是由无穷多个， 无穷小的，彼此紧密毗邻、连续不断的流体质 点所组成的一种绝无间隙的连续介质。
核心理解是：流体质点—— 流体中由大量流体 分子组成的，宏观尺度非常小，而微观尺度又 足够大的物理实体。
第二章 流体及其物理特性
主要学习内容：认识研究对象——流体
§2.1 流体定义和特征 §2.2 流体作为连续介质的假设 §2.4 流体的密度 §2.3 作用在流体上的力：表面力和质量力 §2.5 流体的压缩性和膨胀性 §2.6 流体的粘性 §2.7 液体的表面性质
§2.1 流体定义和特征
一、什么是流体? 流体有什么基本特征？
流体黏度与温度和压强的关系，及粘性的成因
➢ 普通的压强对流体的黏度几何没有影响。工程应 用中可忽略；
➢ 温度对流体粘度的影响很大：
1）液体的粘度随着温度的上升而减小。
分子间的吸引力是产生粘度的主要因素。 2）气体的粘度随着温度的上升而增大。
分子间间隙大，分子热运动引起的动量交换是产 生粘度的主要因素。
§2.3 作用在流体上的力 表面力 质量力
流体的定义：
是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质。
（特征是：流动性）
pn n
特别注意:
在静止状态下,
pn
作用液体内部单元表面的
切向应力特点？;
作用液体内部单元表面法 向方向的应力（压力）特 点？
流体的相对密度：（式2-5）
流体的密度与标压下4℃时液态水密度的比值。
§2.2 连续介质假设
流体质点选取必须具备的两个基本条件：
宏观尺度非常小： 才能把流体视为占据整个空间的一种连续介质，
且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函 数的一种假设模型。
有了这样的模型，就可以把数学上的微积分手 段加以应用了。
微观尺度又足够大的物理实体： 使得流体质点中包含足够多的分子，使各物理量
压缩系数 的倒数
K
1 k
Vp V
(N / m2 ) 单位：pa
§2.5 流体的压缩性和膨胀性
2)流体的定压膨胀系数
流体在保持压强一定时，温度升高1K，所引起的
单位体积流体的体积增加量。
aV
V /V T
,
(1/K)
百度文库
3)同时考虑压强和温度对体积的影响关系。
经验的完全气体 状态方程为：
p RT
§2.6 流体的粘性（剪切）应力
温度
气体 液体
粘性系数
§2.3 作用在流体上的力 表面力 质量力
作用在流体上的力
表面力（面积力）
质量力（体积力）
1）质量力（体积力）：是某种力场作用在流体的全部质点 上的力
2）表面力：通常指的是分离体以外的流体通过接触面 作用在分离体上的力。
量化表征：应力：作用在单位面积上的表面力， 分为法向应力和切向应力。
§3.3-3.5： 分析静止或相对静止液体中流体静压强的分布
规律。表面力（单位面积的法向应力）
§3.6-3.8： 分析静止或相对静止液体作用在固体壁面上的
总压力的计算问题。
3.1 流体的静压强及其特性
流体静压强的特点？——两个重要特征:
流体静压强定义: 分离体外液体作用在分离体流体表
面的负的法向应力
pnn
dFn dA
pn
特征一： 流体静压强的方向沿作用面的内法向方向。
特征二： 静止流体中任一点上不论来自何方的静压 强均相等。
3.2 流体平衡的微分方程式
一，平衡方程：由微元受力平衡（表面力和质量力） 得出静止流体平衡的微分方程。
1、压强差公式：
dp fxdx f ydy fzdz