最新 流体的基本特性
流体知识点总结
流体知识点总结一、流体的基本性质1. 流体的定义和分类流体是指物质的一种状态，不固定的形状和体积，能够流动。
根据流体的粘性和压缩性，流体可分为理想流体和真实流体两大类。
理想流体是一种没有黏性和压缩性的流体，其运动规律可以用欧拉方程描述，而真实流体具有一定的粘性和压缩性，其运动规律则需用纳维-斯托克斯方程描述。
2. 流体的密度和压强流体的密度是指单位体积内的质量，通常用ρ表示。
流体的压强是指单位面积上的力，通常用p表示。
密度和压强是描述流体基本性质的重要参数，它们与流体的运动和压力有着密切的关系。
3. 流体的黏性和运动流体的黏性是指其内部分子间存在的摩擦力，使得流体在运动时具有阻力。
黏性是影响流体流动的一个重要因素，它使得流体在流动时会出现一些特有的现象，如粘滞流动、湍流等。
流体的运动规律受到黏性的影响，需要用纳维-斯托克斯方程来描述。
二、流体静力学1. 流场及其描述流场是指流体中任意空间中各点速度和密度的分布状态，可以分为定常流场和非定常流场。
描述流场的方法通常有拉格朗日描述和欧拉描述两种。
2. 流体的静力学平衡流体的静力学平衡是指在无外力作用时，流体处于静止状态的平衡规律。
根据流体受力的性质，静力学平衡可以分为流体的静平衡、压强平衡和重力平衡。
3. 流场的描述方法欧拉描述和拉格朗日描述是流体静力学研究的两种基本方法。
欧拉描述是以空间任意一点作为参照系来描述流体状态和运动规律，而拉格朗日描述则是以流体质点为参照系来描述流体运动。
三、流体动力学1. 流体的运动规律根据流体的运动性质，流体运动可以分为层流和湍流两种。
层流是指流体在运动中，各层流体分层并按某种规律运动的现象，而湍流则指流体在运动中乱七八糟、无规律的运动现象。
2. 流体的动能和动量流体的动能是指流体由于运动而具有的能量，通常用K表示，而流体的动量则是指流体在运动中具有的动能量，通常用L表示。
动能和动量是描述流体动力学运动规律的关键参数，与流体的流速、流量、压力等有着密切的关系。
流体的基本性质
流体流动的机械能损失
流体在流动过程中， 由于摩擦、碰撞、涡 旋等因素，会产生机 械能损失。
减小机械能损失的方 法包括优化管道设计、 选择合适的流体输送 方式等。
机械能损失会导致流 体压力和速度的降低， 从而影响流体的输送 效率。
管道中的速度分布
速度分布规律
在管道中，流体的速度分布取决于流体类型、管道形状和流速等 因素。
层流与湍流
在管道中，流速较低时，流体呈层流状态；流速较高时，流体呈 湍流状态。
速度梯度
在管道中，流体的速度梯度与流速和管道半径有关，影响着流体 流动的特性。
管道中的流动阻力
流动阻力产生
流体在管道中流动时，会受到摩擦力、惯性力、重力等阻力作用。
03
流体动力学基础
流体静力学
静止流体
流体处于静止状态，没有相对运动， 压力、密度和温度等物理量分布均匀。
流体静压力
流体静平衡
流体在静止状态下，由于受到重力作 用，会产生压强差，但流体会自动调 整密度分布，使得压强差消失，达到 静平衡状态。
流体静压力是指流体在静止状态下对 垂直面的压力，其大小与流体的密度 和重力加速度有关。
阻力系数
描述流体流动阻力的参数，与流体类型、管道形状和流速等因素有 关。
减少阻力措施
可以通过优化管道设计、减小流速、选择合适的流体等方法来减少 流动阻力。
06
流体流动的能量转换与损 失
伯努利方程
伯努利方程描述了流体在流动过程中，由于高度、速度和压力变化而引起的能量转 换关系。
当流体在管道中流动时，随着流速的增加，流体的压能会相应减少，而动能则会增 加。
流体的主要物理力学性质
流体在运动过程中所受的力与加速度之间的 关系，是流体动力学的基本方程。
连续性方程
描述流体的质量守恒原理，即流体的质量流 量在流场中保持不变。
动量方程
描述流体的动量守恒原理，即流体的动量流 量在流场中保持不变。
能量方程
描述流体的能量守恒原理，即流体的能量在 流场中保持不变。
流体动力学的应用
06
流体动力学简介
基本概念
流体
流体是具有流动性的连续介质， 由大量分子组成，能够在外力作
用下发生流动。
流体动力学
流体动力学是研究流体运动规律 和行为的一门科学，主要研究流 体的速度、压力、密度等物理量
之间的关系。
流场
流场是指流体运动所占据的空间 区域，流场中的每一点都有一定
的速度和压力。
流体动力学方程
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流动状态的判定
雷诺数
用于判定流体流动状态的无量纲数， 由流体的流速、管径和流体动力粘度 决定。当雷诺数小于临界值时，流体 呈层流流动；当雷诺数大于临界值时， 流体呈湍流流动。
流动状态判定准则
根据实验和理论分析，得出判定流动 状态的准则，如普朗特数、尼古拉斯 数等。这些准则可以帮助我们判断不 同条件下流体的流动状态。
毛细管法
利用毛细管中的流体流动， 通过测量流体在毛细管中 的流动时间和压力差来计 算流体的粘度。
影响粘度的因素
分子间相互作用
流体的分子间相互作用会影响流体的粘度，分子 间相互作用越强，粘度越大。
温度
温度对流体的粘度有显著影响，一般来说，温度 升高会使流体的粘度降低。
压力
压力对流体的粘度影响较小，但在高压下，压力 对粘度的影响会更加明显。
流体的基本性质PPT课件
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一 惯性、密度及重度
1 惯性
惯性：物体维持原有运动状态的能力的性质。
惯性力：F ma
2 密度
密度：单位体积内流体的质量。
均质流体： m 单位：kg/m3
V 非均质流体（某点的密度）：
(
/
p
)T
(
ln
p
)T
V
m/
dV
md( 1 )
V
d 2
( V /V p
)T
( lnV p
)T
dV d V
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3）弹性模量
压缩系数的倒数 符号：Ev 单位：N/m2 物理意义：单位流体体积减小量所需要的压
力。
Ev1(p Nhomakorabea)T
(v
p v
)T
理解：
Ev 压缩相同的程度所需要的压力 不易压缩 Ev 压缩相同的程度所需要的压力 易压缩
大小为F，方向向左。
影响粘性力F的因素（1）粘性力的大小与接触面
积（A）成正比；（2）与上平板的速度uo成正
比，与两平板的间距δ 成反比( u0 du )；（3）
与流体的种类有关。
dy
F A du
dy
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的引入：① 单位须一致；
② A与 du 分别相同的流体，通常获
dy
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二 液体的压缩性和热胀性
引起流体密度变化的原因： 温度、压力 1 压缩性
流体在压力作用下，会发生体积压缩变形，同时其内部将产生一种企图恢复原状的 内力，在除去内力后能恢复原状。
总结流体特点
总结流体特点流体是一种特殊的物质状态，具有一些与固体和气体不同的特点。
这篇文档旨在总结流体的特点，其中包括流体的可压缩性、流体的密度、流体的黏性和流体的表面张力。
可压缩性与固体相比，流体具有显著的可压缩性。
当外部施加压力时，流体分子之间的间距会变小，从而使流体的体积减小。
这种可压缩性使得流体在许多应用中发挥关键作用，例如气体储存和液压系统。
值得注意的是，流体的可压缩性与压力的大小有关。
在低压力下，流体的可压缩性可以忽略不计，流体可以视为不可压缩的。
然而，在高压力下，流体的可压缩性变得显著，必须考虑它在系统设计和分析中的影响。
密度流体的密度是指单位体积内所包含的质量。
流体的密度与分子之间的距离有关，当流体分子之间的距离增大，密度减小，反之亦然。
通常情况下，同种物质的液体比气体密度大，因为液体分子之间的距离较小。
流体的密度与其他物理性质有关，如压力和温度。
根据万有气体方程，当温度不变时，气体的压力和密度成反比关系。
这种关系对于理解气体在不同条件下的性质和行为非常重要。
黏性黏性是流体的另一个重要特性，它描述了流体内部分子之间相对运动的阻力。
黏性使得流体具有粘度，确定了流体内部分子沿着与它们接触的表面移动的难易程度。
粘度较高的流体流动比粘度较低的流体流动困难。
黏性是流体内部分子间吸引力和外部力之间的平衡结果。
在应用中，黏性影响着液体的流动行为，如管道流体输送系统的阻力和液体的冷却效果。
黏性还在润滑方面发挥重要作用，如润滑油的选择和机械设备的润滑。
表面张力表面张力是液体表面上的一种特殊现象，涉及到分子之间的相互作用。
在液体表面上，由于表面分子受到较少的相互吸引力，因此形成了一个较稳定的表面层。
这种表面层具有一定的弹性，表现为液体表面的膨胀或收缩。
表面张力对许多现象有影响，例如水珠的形成和液体的吸附。
在自然界中，许多昆虫能够行走在水面上，就是因为水的表面张力足够大。
此外，表面张力还影响液体在容器内的形状和流动行为。
化工原理流体知识点总结
化工原理流体知识点总结一、流体的基本性质1. 流体的定义流体是指在受到作用力的情况下，能够流动的物质，包括液体和气体。
2. 流体的分类（1）牛顿流体：满足牛顿流体定律的流体，即剪切应力与剪切速率成正比。
（2）非牛顿流体：不满足牛顿流体定律的流体，如塑料、胶体等。
3. 流体的性质（1）密度：单位体积流体的质量，通常用ρ表示，单位kg/m³。
（2）粘度：流体流动时的内部摩擦阻力，通常用η表示，单位Pa·s或mPa·s。
（3）表观黏度：流体在管道中流动时表现出的粘度，通常用μ表示，单位Pa·s或mPa·s。
（4）流变性：流体在外力作用下的形变特性，包括剪切流变和延伸流变。
4. 流体的运动（1）层流：流体呈层状流动，流线平行且不交叉。
（2）湍流：流体呈旋涡形式混合流动，流线交叉且无规律。
二、流态力学1. 流体静压（1）静压力：流体在容器中受到的压力，通常用P表示，单位Pa。
（2）流体的压强：P = ρgh，其中ρ为流体密度，g为重力加速度，h为液面高度。
（3）帕斯卡定律：在静止流体中，内部任意一点的压力均相等。
2. 流体动压（1）动压力：流体在流动状态下受到的压力。
（2）动压公式：P = 0.5ρv²，其中ρ为流体密度，v为流体的流速。
3. 流体的质量守恒（1）连续方程：描述流体在流动中的质量守恒关系。
（2）连续方程公式：ρ1A1v1 = ρ2A2v2，其中ρ为流体密度，A为管道横截面积，v为流速。
4. 流体的动量守恒（1）牛顿第二定律：描述流体在流动中的动量守恒关系。
（2）牛顿第二定律公式：F = ρQ(v2 - v1)，其中F为管道上流体受到的合力，Q为流体流量，v为流速。
三、流体的运动1. 流体的流动类型（1）层流：小阻力、流速较慢。
（2）湍流：大阻力、流速较快。
2. 流体的流动参数（1）雷诺数：描述流体流动状态的无量纲参数，Re = ρvD/η，其中D为管道直径。
流体的基本性质
Shanghai Jiao Tong University第一章流体的基本性质Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai Jiao Tong University流体的易流动性(fluidity)流体的易变形形(deformability)流体的粘性(viscosity)流体的可压缩性(compressibility)Shanghai Jiao Tong University流体的易流动性：流体间的分子作用力较小，很难象固体那样保持一定的固定形状，只要有外界的作用力或能量(势能)不平衡，就会发生流动。
固体：分子间作用力大，分子只能在平衡位置作微小振动，有固定形状，能承受压力，拉力，剪切力。
气体：分子间作用力很小，分子接近自由运动，没有固体形状和体积，不能承受拉力，剪切力。
液体：分子间作用力介于固体和气体之间，没有固体形状，但有一定的体积，不能承受拉力，剪切力。
Shanghai Jiao Tong University流体的易变形性：在受到剪切力持续作用时，固体的变形一般是微小的(如金属)或有限的(如塑料)，但流体却能产生很大的甚至无限大(只作用时间无限长)的变形。
当剪切力停止作用后，固体变形能恢复或部分恢复，流体则不作任何恢复。
在弹性范围内，固体变形与作用力成正比，遵守Hooke定律，固体内的切应力由剪切变形量(位移)决定；而流体内的切应力与变形量无关，由变形速度(切变率)决定，遵守Newton内摩擦定律。
Shanghai Jiao Tong University流体的粘性：当相邻两层流体之间发生相对运动时，在两层流体的接触面会产生对于变形的抗力，与固体不同的是，这种抗力不是与流体的变形大小有关，而是与流体的变形速度成比例，流体这种抵抗变形的特性就称为粘性。
固体：固体表面之间的摩擦是滑动摩擦，即摩擦力，摩擦力与固体表面状况有关。
Shanghai Jiao Tong University液体：当两层液体作相对运动时，两层液体分子的平均距离加大，吸引力随之增大，这就是分子内聚力。
流体的基本特征
流体的基本特征
流体的基本特征是指流体的性质，它是一种无定形的物质，具有流动性、可压缩性、塑性性以及流变性，并且能够容纳不同气体或液体。
流体可以按照它们的物理性质分为固态、液态和气态，其中气态是由分子构成的，而液态和固态则是由一些固体微粒构成的。
流体的流动性表现为流体具有液体的特性，即液体可以流动自如，并且受到物理条件的限制。
液体在物理上的特点是它们具有流动性，能够通过容器的壁和某些物质的表面。
流体的黏度与其密度有关，流动性越小，黏度越大，流动性越大，黏度越小。
另外，流体也具有可压缩性，即不同的物质的压力会产生不同的变化，并且在某些情况下，它们的体积也会随压力的变化而变化，但是它们的体积不会变得太小或太大。
此外，流体也具有塑性性，即它们可以变形，但是它们不会断裂，因此它们可以在某些程度上承受压力，而且可以抵抗外界的作用力。
最后，流体还具有流变性，即它们的流动速度随着压力的变化而变化，如果压力变大，流体的流动速度也会变快，反之亦然。
总之，流体的基本特征包括流动性、可压缩性、塑性性和流变性，它们都是流体物理性质的主要特征。
流体的基本特性
图1-1 平行平板流体层流速度分布图
第一章 流体的基本特性
2.牛顿内摩擦力定律
3.流体的粘度 粘度是反映流体粘滞性大小的参数，根据用途和测量方法的不同，常用的粘度有以下几种。 (1)动力粘度μ 即粘性动力系数，其物理意义是在相同的速度梯度dwg/dy下，表征流体粘滞性的大小。 (2)运动粘度ν 即粘性运动系数，它是流体动力粘度μ与流体密度ρ的比值。
第一章 流体的基本特性
第一章 流体的基本特性
图1-4 例1-2图
解：轴表面的圆周速度为
第一章 流体的基本特性
第一章 流体的基本特性
第一章 流体的基本特性
四、液体的表面张力 1.表面张力 在液体的自由液面上，由于液体分子两侧分子吸引力的不平衡，使自由表面上液体分子受有极其微小的拉力，这种仅存在于液体自由表面上的拉力称为表面张力。 2.毛细现象
6.机床的成本和生产周期
成本概念贯穿在产品的整个生命周期内，包括设计、制造、包装、运输、使用维护和报废处理等的费用，是衡量产品市场竞争力的重要指标，应在尽可能保证机床性能要求的前提下，提高其性能价格比。 生产周期(包括设计和制造)是衡量产品市场竞争力的重要指标，应尽可能缩短机床的生产周期。这就要求机床设计应尽可能采用现代设计方法，如CAD、模块化设计等。 机床的寿命是指机床保持其应有加工精度的使用期限，也称精度保持性。
1.工艺范围
不同的生产模式对工艺范围要求不同： 单件大量生产——要求加工效率高、工艺范围窄，机床结构简单。如：组合机床。 单件小批量生产——要求扩大机床功能，工艺范围广，机床结构复杂。如：通用车床。 多品种小批量生产——要求机床运动和刀具多，加工精度高，工艺范围广。如：数控机床、加工中心。 通用机床都具有较宽的工艺范围；数控机床的工艺范围比传统通用机床更宽，使其具有良好的柔性；专用机床和专门化机床则应合理地缩小工艺范围。
流体的基本特征
流体的基本特征
流体是一种没有固定形状的物质，在常温常压下，它能够根据容器的形状和大小自由流动，是物质自由运动最常见的形式。
流体包括液体和气体。
流体具有几个基本特征，首先，流体是一种非固定形态的物质，它们无法保持固定的形状，而是根据容器的形状和大小自由流动；其次，流体具有流动性，它们可以通过管道、缝隙等路径自由流动；第三，流体具有压强，它们在压力的作用下可以在容器中流动；第四，流体具有粘度，流体之间的摩擦力可以影响它们的流动；最后，流体具有渗透性，它们可以通过容器壁穿过，也可以通过容器壁渗出。
这些特征使得流体在工业生产中有着广泛的应用，如液压系统、液体传动系统、热交换器、燃料系统等。
此外，流体还可以用于换热和动力传输，以及其他大量的工业应用。
流体是一种没有固定形状的物质，它具有流动性、压强、粘度和渗透性等基本特征，在工业生产中有着广泛的应用，是物质自由运动最常见的形式。
2.2流体流动基本特性
2.2流体流动基本特性2.2 流体流动基本特性2.2.1 基本的物理概念流体的密度:我们常说空⽓⽐液体轻，油⼜⽐⽔轻，其原因就是空⽓的密度⽐液体⼩，油的密度⼜⽐⽔⼩。
流体密度的定义是单位体积内所含物质的多少。
若密度是均匀的，则有:式中:P为流体的密度;M是体积为V的流体内所含物质的质量。
由上式可知，密度的单位是kg/m3。
对于密度不均匀的流体，其某⼀点处密度的定义例如，零下4℃时⽔的密度为1 000 kg/m3，常温20℃时空⽓的密度为1.24kg/m3。
各种流体的具体密度值可查阅有关⽂献。
流体的重度:流体的重度与流体的密度有⼀个简单的关系式，即;式中:g为重⼒加速度，其值为9.81 m/s2。
流体的重度单位为N/m3流体的⽐重:流体的⽐重定义为该流体的密度与零下4℃时⽔的密度之⽐。
流体的粘性:可由⽜顿内摩擦定律导出。
式中:t表⽰切应⼒，单位为Pa; du/dy表⽰流体的剪切变形速率;u则表⽰⼆者之间的⽐例系数，⼜称为流体的动⼒粘度，单位是Pa·s。
另外，还将u/p的⽐值称为运动粘度，常⽤v 表⽰，其单位为m2/s在研究流体流动过程时，若考虑流体的粘性，则称为粘性流动，相应的称流体为粘性流体: 若不考虑流体的粘性，则称为理想流体的流动，相应的称流体为理想流体。
⽜顿内摩擦定律适⽤于空⽓、⽔、⽯油等绝⼤多数机械⼯业中常⽤的流体。
凡是符合切应⼒与速度梯度成正⽐，如图1-1-1(a}，可以⽤⼀条通过原点的直线所表⽰的流体叫做⽜顿流体，即严格满⾜⽜顿内摩擦定律且产保持为常数的流体，否则就称其为⾮⽜顿流体，如图例如溶化的沥青、糖浆等流体均属于⾮⽜顿流体。
⾮⽜顿流体有如下三种不同类型:塑性流体，如⽛膏等，他们有⼀个保持不产⽣剪切变形的初始应⼒to，只有克服了这个初始应⼒后，其切应⼒才与速度梯度成正⽐，即:假塑性流体，如泥浆等。
其切应⼒与速度梯度的关系是:胀塑性流体，如乳化液等。
其切应⼒与速度梯度的关系是:流体的粘度与压强的关系不⼤，⽽与温度的关系密切。
流体的微观和宏观特性
流体的微观和宏观特性流体是我们日常生活中常见的物质状态之一，具有独特而复杂的特性。
本文将从微观和宏观两个角度探讨流体的特性，分析其运动和行为，以及对我们生活和工程中的重要影响。
一、流体的微观特性1. 分子结构和相互作用流体是由大量微观粒子（分子或原子）组成的，它们之间通过分子间力相互作用。
常见的流体包括气体和液体，在不同的温度和压力下，分子之间的相互作用会产生不同的效果。
2. 流体的动力学性质流体的微观特性与其动力学性质密切相关。
分子之间的相互作用会影响流体的粘度和黏性，从而决定其流动性。
流体在受力作用下，会发生流动，并且具有较高的可变性和适应性，可以适应不同形状的容器或孔隙。
3. 流体的密度和压力流体的密度是指单位体积内的质量，而压力是流体分子对容器壁或物体表面施加的力。
根据流体静力学原理，流体内的压力在各个方向上是均匀分布的，并遵循帕斯卡定律。
二、流体的宏观特性1. 流体的流动状态流体有不同的流动状态，包括层流和湍流。
在层流状态下，流体分子按照规律的顺序流动，而在湍流状态下，流体分子之间的流动变得紊乱和不规则。
流体的流动状态会受到流速、流量和管道几何形状等因素的影响。
2. 流体的体积和质量守恒流体的宏观特性之一是体积和质量守恒。
流体在封闭容器内的体积是恒定的，只有在流入或流出时才会发生变化。
质量守恒原则说明了流体在流动过程中质量的保存。
这些基本原则在工程设计、研究和实际应用中具有重要意义。
3. 流体的阻力和粘性流体的宏观特性中，阻力和粘性是重要的参考指标。
阻力是流体在运动中受到的阻碍力，而粘性是流体抵抗变形的能力。
这两个特性直接影响流体的流动和传输效率，也是设计流体力学系统时需要考虑的因素。
综上所述，流体的微观和宏观特性相互关联，共同决定了流体的行为和性质。
了解和掌握流体的特性对于科学研究、工程设计和日常生活都具有重大意义。
通过进一步深入研究流体的微观和宏观特性，可以更好地理解和应用流体力学原理，推动科技和工程领域的发展。
流体的性质和流态
流体的性质和流态流体是一种特殊的物质状态，具有较高的流动性和变形能力。
它包括气体和液体两种形态，而在不同的流态条件下，流体表现出不同的性质和行为。
本文将从流体的性质和流态两个方面进行探讨。
一、流体的性质1. 流体的无固定形状：与固体相比，流体没有固定的形状，而是能够自由地流动和变形。
2. 流体的可压缩性：气体是可以被压缩的，而液体则很难压缩。
这是由于分子间作用力的差异造成的。
3. 流体的流动性：流体具有较高的流动性，即能够在内部施加较小的压力差，就能够流动起来。
这是由于流体的分子间作用力相对较弱，分子之间的间距较大。
4. 流体的黏滞性：黏滞是指流体内部分子间相互之间存在的摩擦力。
不同的流体具有不同的黏滞性，即粘度。
粘度高的流体，流动阻力大，流速较慢。
5. 流体的密度：流体的密度是指单位体积流体质量的大小，单位是千克/立方米。
不同的流体具有不同的密度，密度越大，分子间的相互作用力越强。
二、流态1. 液体的流态：液体是一种表现出流态的流体。
在无外力作用下，液体呈现出自由表面的形状，具有一定的粘滞性和流动性。
液体的流动是由于内部分子间的相互滑动和位置的变化。
2. 气体的流态：气体同样是一种表现出流态的流体。
气体的分子间作用力较弱，分子间间距较大，因此具有较高的流动性。
气体的流动是由于分子间的碰撞和运动造成的。
不同的流态条件下，流体表现出不同的性质和行为。
在液体中，由于分子间作用力较强，流动比较缓慢，而气体由于分子间的间距较大，流动速度较快。
在实际应用中，我们需要根据流体的性质和流态特点来设计和控制流体的流动，以满足不同的需求。
总结起来，流体的性质包括无固定形状、可压缩性、流动性、黏滞性和密度等特点。
液体和气体是常见的流态形式，液体具有一定的粘滞性和流动性，而气体则具有较高的流动性。
通过对流体性质和流态的理解，我们可以更好地应用流体力学原理进行实际工程和科学研究。
流体及其主要物理性质
表1-1 在标准大气压下常用液体的物理性质
表1-1 在标准大气压下常用液体的物理性质
第一章节
表1-2 在标准大气压和20℃常用气体性质
表1-2 在标准大气压和20℃常用气体性质
第一章节
2、重度（容重）
均质液体：
添加标题
1
或：
添加标题
一、流体的密度 1、密度 一切物质都具有质量，流体也不例外。质量是物质的基本 属性之一，是物体惯性大小的量度，质量越大，惯性也越大。 流体的密度是流体的重要属性之一，它表征流体在空间某点质量的密集程度。 流体的密度定义：单位体积流体所具有的质量，用符号ρ 来表示。 对于流体中各点密度相同的均质流体，其密度 式中： ρ—流体的密度，kg/m3； M —流体的质量，kg； V—流体的体积，m3。
（1-9）
式中 为标准状态(0℃,101325Pa)下某种气体的密度。如空气的 ＝1.293kg/m3；烟气的 ＝1.34kg/m3。 为在温度t℃、压强 N/㎡下，某种气体的密度。
流体的膨胀性
在一定的压强下，流体的体积随温度的升高而增大的性质称为流体的膨胀性。流体膨胀性的大小用体积膨胀系数 来表示，它表示当压强不变时，升高一个单位温度所引起流体体积的相对增加量，即 式中 —流体的体积膨胀系数，1/℃，1/K； —流体温度的增加量，℃，K； —原有流体的体积，m3； —流体体积的增加量，m3。
把液体看作是不可压缩流体，气体看作是可压缩流体，都不是绝对的。在实际工程中，要不要考虑流体的压缩性，要视具体情况而定。例如，研究管道中水击和水下爆炸时，水的压强变化较大，而且变化过程非常迅速，这时水的密度变化就不可忽略，即要考虑水的压缩性，把水当作可压缩流体来处理。又如，在锅炉尾部烟道和通风管道中，气体在整个流动过程中，压强和温度的变化都很小，其密度变化很小，可作为不可压缩流体处理。再如，当气体对物体流动的相对速度比声速要小得多时，气体的密度变化也很小，可以近似地看成是常数，也可当作不可压缩流体处理。
流体的流动和运动
流体的流动和运动流体是一种特殊的物质状态，在自然界和工业过程中广泛存在并发挥重要作用。
流动和运动是流体力学研究的核心内容，涉及流体的运动规律、流速分布以及流体与固体的相互作用等多个方面。
本文将从流体的流动特性、流体的运动规律以及应用领域等方面进行讨论。
一、流体的流动特性流体的流动特性是指流体在受到外力作用下，由一处向相邻处移动的过程。
流体可以分为液体和气体两类，在流动过程中会表现出不同的特性。
液体的流动特性主要体现在以下几个方面：1. 粘性：液体具有一定的黏滞性，即流体的内部分子之间会产生相互作用力，使得流体的流动呈现阻力和粘滞现象。
2. 不可压缩性：液体的体积在受到外力作用时几乎不发生变化，流体在流动过程中体积保持不变。
3. 补偿性：液体可以填充容器内的各个角落，具有一定的变形和补偿能力。
气体的流动特性主要包括：1. 可压缩性：气体在受到外力作用时会发生较大的体积变化，流体在流动过程中体积不固定。
2. 低粘性：气体的粘滞性较低，流体之间的相互作用力相对较弱，气体的流动速度较高。
二、流体的运动规律流体的运动规律是指流体在流动过程中遵循的物理规律和数学表达方式，主要包括质量守恒、动量守恒和能量守恒等定律。
1. 质量守恒定律：质量守恒是指在流体运动过程中，流体的质量保持不变。
根据质量守恒定律可以得出流体连续性方程，描述流体在空间中的质量流动情况。
2. 动量守恒定律：动量守恒是指在流体运动过程中，流体的总动量保持不变。
根据动量守恒可得到动量方程，描述流体的速度和压力分布。
3. 能量守恒定律：能量守恒是指在流体运动过程中，流体的总能量保持不变。
能量守恒方程描述了流体在各个位置上的总能量变化情况。
三、流体的流动和运动的应用领域流体的流动和运动在许多领域都有广泛的应用，例如：1. 工程领域：流体力学在工程领域中的应用非常广泛，涉及水力学、气动学、热力学等多个方面。
例如，在水电站的设计与运营中，需要研究水的流动特性和水轮机的效率；在航空航天工程中，需要研究空气动力学和飞行器的气动性能。
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。
流体的最基本特征
流体的最基本特征
题目：
流体最基本的特征是( )。
A.延展性B.流动性C.压缩性D.惯性
答案：B.流动性
延伸：
流体是能流动的物质，它是一种受任何微小剪切力的作用都会连续变形的物体。
流体是液体和气体的总称。
它具有易流动性，可压缩性，黏性。
由大量的、不断地作热运动而且无固定平衡位置的分子构成的流体，都有一定的可压缩性，液体可压缩性很小，而气体的可压缩性较大，在流体的形状改变时，流体各层之间也存在一定的运动阻力（即粘滞性）。
当流体的粘滞性和可压缩性很小时，可近似看作是理想流体，它是人们为研究流体的运动和状态而引入的一个理想模型。
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第一章 流体的基本特性
第一章ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流体的基本特性
表1-1 1atm下不同温度时水的密度和重度值
表1-2 几种常见流体的密度
二、流体的压缩性和膨胀性 当温度保持不变，流体所受的压力增大时，流体体积缩小的特性称 为流体的压缩性。当压力保持不变，流体的温度升高时，流体体积 增大的特性称为流体的膨胀性。压缩性和膨胀性是所有流体的共同 属性。 1.压缩性
第一章 流体的基本特性
(3)相对粘度 直接测定动力粘度μ与运动粘度ν都很困难的，只能间 接测量。
第一章 流体的基本特性
图1-2 恩氏粘度计 1、2—黄铜容器 3—管嘴 4—针杆
5—温度计
第一章 流体的基本特性
(4)流体的粘温性 流体粘度随温度的变化而变化的特性称为粘温性。
第一章 流体的基本特性
第一章 流体的基本特性
第一节 流体的主要物理性质 流体是处于相对静止状态还是处于运动状态，除了与外力作用有关 外，更重要的还取决于流体本身的内在物理性质。流体的主要物理 性质包括其密度、重度、压缩性、膨胀性、粘滞性、表面张力、含 气量及空气分离压等。 一、流体的密度和重度 1.流体的密度和比体积
第一章 流体的基本特性
表1-3 正常压力下水的运动粘度与温度的关系
(5)理想流体 自然界中存在的流体都具有粘滞性，统称为粘性流体 或实际流体。
第一章 流体的基本特性
图1-3 例1-1图
解：以管子中心轴为横坐标表示流速wg，
第一章 流体的基本特性
以垂直中心轴沿管径方向的轴为纵坐标表示长度y，绘制流速分布图， 得“wg-y”曲线，如图1-3所示。
五、液体的含气量和空气分离压 1.含气量 液体中所含空气的体积百分数称为含气量。油液中的空气有混入和 溶入两种。混入的气体呈气泡状悬浮于油液中，它对油液的体积模 量和粘滞性均产生影响，尤其对体积模量的影响极大；而溶入气体 对油液的体积模量和粘滞性影响极小。 2.空气分离压
第一章 流体的基本特性
在某一温度和压力p0下,设油液中空气溶解量为a0，当压力降为p1时， 相应的空气溶解量为a1，则a0-a1为油液中空气的过饱和量。当压力 继续下降到某一压力pe时，过饱和空气将从油液中析出而产生气泡， 这个压力pe称为该温度下的空气分离压。空气分离压与油液的种类、 温度、空气溶解量和混入量有关。通常是油温高、空气溶解量或混 入量越大，则空气分离压越高。 第二节 作用在流体上的力
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第一章 流体的基本特性
流体总是在一定的固定边界内运动的，流体与固体边界之间的相互 作用，就是力的体现。要研究这些力，首先应以流体为讨论对象， 研究流体所受的力，其中包括边界对流体的作用力；然后再以边界 为研究对象，通过作用力与反作用力原理，得出流体对边界的作用 力。从前面讨论的流体物理性质来看，作用于流体上的力有重力、 惯性力、弹性力、摩擦力、表面张力等。按其作用的特点不同，可 分为表面力和质量力两大类。 一、表面力
第一章 流体的基本特性
表面力是指作用在流体表面上的力，其大小与作用面表面积成正比。 例如，固体边界对流体的摩擦力、边界对流体的反作用力、相邻两 部分流体在接触面上所产生的压力等。表面力还可按其对被作用面 的方向不同，分为法向表面力（如压力）和切向表面力（如摩擦力 或内摩擦力），如图1⁃7所示。
图1-7 作用在流体上的表面力
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第一章 流体的基本特性
2.膨胀性 三、流体的粘滞性 凡是流体都具有流动性，流动的实质是流体内部发生了切向变形。 用一根棍棒搅动盆中的水，水在盆中沿一个方向作旋转流动，将棍 棒取出，水的旋转速度将变慢直至停止。这说明在水的运动过程中， 在水内部及水与盆壁间有阻滞水运动的因素。 1.流体粘滞性实验
第一章 流体的基本特性
第一章 流体的基本特性
第一章 流体的基本特性
解：轴表面的圆周速度为
图1-4 例1-2图
第一章 流体的基本特性
第一章 流体的基本特性
第一章 流体的基本特性
四、液体的表面张力 1.表面张力 在液体的自由液面上，由于液体分子两侧分子吸引力的不平衡，使 自由表面上液体分子受有极其微小的拉力，这种仅存在于液体自由 表面上的拉力称为表面张力。 2.毛细现象
3-D Pie Chart
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第一章 流体的基本特性
二、质量力 质量力是指作用在流体体积内所有流体质点上的力，其大小与流体 的质量成正比。就匀质流体来说，质量与体积成正比，所以质量力 又称为体积力。常见的质量力有重力和惯性力两种。重力是地球对 流体每一个质点的吸引力。惯性力是流体质点受外力作用后作变速 运动时，由于惯性而在流体质点上体现的一种力；其大小等于该质 点质量与其加速度的乘积，方向和加速度的方向相反。
第一章 流体的基本特性
将毛细管插入液体内，管内、外的液面产生高度差的现象称为毛细 现象。如果液体能润湿壁面，则管内液面升高；如果液体不能润湿 壁面，则管内液面下降。图1⁃6所示为毛细玻璃管插入水和水银中的 毛细现象。液面高度差主要取决于流体的性质和毛细管的直径。
图1-5 液体与固体壁面的接触情况
第一章 流体的基本特性
假定两块平行平板，其间充满液体，下板A静止不动，上板B以匀速 度0向右移动，如图1
图1-1 平行平板流体层流速度分布图
第一章 流体的基本特性
2.牛顿内摩擦力定律
3.流体的粘度 粘度是反映流体粘滞性大小的参数，根据用途和测量方法的不同， 常用的粘度有以下几种。 (1)动力粘度μ 即粘性动力系数，其物理意义是在相同的速度梯度d wg/dy下，表征流体粘滞性的大小。 (2)运动粘度ν 即粘性运动系数，它是流体动力粘度μ与流体密度ρ的 比值。