山东大学工程流体力学课件11密度

1、密度密度r = 质量/体积，单位是S/ft3; kg/m3比容容重重量/体积比重流体的密度/水的密度例1汞在80 0C时的比重为13.4，分别用BG和SI单位求其在此温度下的密度和容重。图表1.1（p.10）不同温度下水的密度理想气体定律和状态方程气体有高度的压缩性，其密度随压强和温度的改变而改变，即其中，p是绝对压强， 是密度，T是绝对温度，R是气体常数。压强单位: lb/ft2 (psf) ; lb/in2 (psi); N/m2 (Pa)标准海平面大气压力为14.7 psi; 101.33 kPa相对压强+当地大气压强绝对压强 对于不同的气体，R值不同。 R=Ru/M。其中，Ru是宇宙气

2、体常数，Ru=8.314 kJ/kmol.K=1.986 Btu/lbmol. R例2一不可压缩容器的容积是0.84 ft 3，当其中充满空气且压强为50psi时，求容器中空气的密度和质量。例3计算压强100kp，温度25c时，尺寸为4m x 5 m x 6 m 的容器内空气的密度，容重和质量粘滞度粘滞度是衡量流体流动阻力大小的量它描述的是运动流体的内部摩擦力由于液体是由分子组成的，其粘滞度越大，则内部摩擦力越大，对相对运动的阻碍作用越明显粘滞度越小，则内部摩擦力小，对流体相对运动的阻碍不明显流体流动时能够产生剪应力 图1.2（p.13）（a）两块平行板材料间的剪切变形。（b）上板的受力 情况

3、图1.3（p.14）两块平行板间的流体的运动 剪应力产生在流体与板的接触面上。 P=A。流速梯度du / dy =U/b。流体速度与接近的边界有相同速度的条件称为无滑移条件 切应力图1.4（p.15）牛顿流体对于相同流体，剪应力与切应力的线性关系。 ;= 绝对或动力粘度图1.5（p.16）包括非牛顿流体在内的几种不同流体剪应力与切应力的关系粘度单位 lb.s/ft2; N.s/m2图1.6（p.17）某些常见流体动力（绝对）粘度随温度变化对气体,对固体,运动粘度，单位是/ ft2 ; m2 /s,例4雷诺德数=流体密度V=平均流速D=管径=粘度某牛顿流体粘度为0.38 N.s/m2，比重0.9

4、1，以2.6 m/s的速度穿过直径为25mm的管道，分别用（a）SI和BG作为单位求雷诺德数图E1.5(p.19)剖面流速1. 底部的剪应力是多少？ 2. 平行于两板面之间的剪应力及两 板中间的剪应力多大？ 剪应力在中段，剪应力可压缩流体液体密度如何随压强的改变而变化？体积模量体积模量的单位是lb/in2 ( psi )或N/m2 (Pa) 一般情况下，视液体为不可压缩的 气体的压缩和膨胀等温过程：对于等熵过程，等温过程, EV=kp；等熵过程, EV=kp一立方英尺氦在绝对压力为1470psi等温条件下压缩到ft3. 求最终压力为多少? 流体内的音速声速或音速的大小取决于压强和密度的变化。马赫数Ma空气中的速度/声速Ma1,超音速对等温过程,空气 60 0F时, k=1.40 ，R=1716 ft. lb/slug. oR; c=111