流体的物理性质

1、第1章 流体的物理性质（ Physical Properties of Fluid ）目的： 流体的物理性质是决定流体运动规律的内 因。内容：连续介质假设流体的流动性、粘性、可压缩性等物理性质作用在流体上的力。1流体质点：含有大量分子而体积 足够小的流体团。是能给出流体稳定平均值的最小体积单位。1.2 流体的连续介质假设 连续介质假设的涵义：空间任意点上的物理量就是指位于该点的流体质点的物理量，而且是连续可微函数。连续介质假设：流体是由连续分布的流体质点 所组成。流体密度：物理上小体积 数学上：几何点 2密度(density) ： ( ) in the SI system比容 (specifi

2、c volume)：重度（specific weight）： （ ）比重（specific gravity）： 1.3 流体的物理性质 1.3.1 流动性 (fluidity) 流动性、粘性、可压缩性、扩散性和热传导性。 流体在任意小的剪切力作用下，将发生连续不断地变形，剪切力消失，变形停止。31. 牛顿内摩擦定律Newtons 实验： 发现粘俯现象（内摩擦力）； 发现内摩擦（剪应）力和变形速率呈线性1.3.2 粘性(viscosity)运动粘性系数（m2/s）。（常温常压下）ybFAU内摩擦力。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

3、越强。41.3.2 粘性(viscosity)3. 牛顿流体和非牛顿流体 牛顿流体: 的流体。剪应力和变形速率满足线性关系。 非牛顿流体： 的流体。剪切应力和变形速率不满足线性关系。 m1牛顿流体和非牛顿流体O2. 理想流体与粘性流体 理想流体： 的流体（无粘性流体） 粘性流体： 的流体（真实流体）5不可压缩流体： 液体和低速流动的气体（70ms）可作为不可压缩流体处理。但水中爆炸、击水或研究水声的传播等问题中，必须考虑液体的压缩性。压缩性： 流体的密度或容积随压力或温度变化的性质。流体都是可压缩的。1.3.3 压缩性（compressibility） (bulk modulus)6其中 ，

4、。声速（speed of sound）: (isentropic)完全气体(Perfect or Ideal Gas): (the equation of state)正压流体: （isothermal process) (isentropic process)1.3.3压缩性（compressibility）71.4 流体的界面现象和性质1. 互不掺混流体界面上存在表面张力 （surface tension）2. 流体与固壁界面表面张力 毛细现象：气、液、固三种界面之间的浸润作用。3. 流-固界面上速度的连续性 粘性流体：界面上流体速度和固体运动速度相等。 （无滑移条件） 理想流体：界面上允

5、许流体切向滑移，但不能穿透，即界面上流-固速度的法向投影相等 （不可穿透条件）8 1.5 作用在流体上的力 重力场中：单位质量质量力：质量力的合力：1. 质量力（体积力）：透过物质传递的力。分离体内任取一微元体积 ，其质量SV92. 表面力：外界通过接触传递的力，用应力来表示。表面力的合力:3. 理想（静止）流体中一点处的应力 Pascals law 理想（静止）流体中没有切应力 ，只承受压力 ，不能承受拉力 表面力只有法向压应力pSV10 压力是唯一的表面力，指向作用面的内法线方向； 压力只是位置和时间的函数，与作用面的方位无关。 The pressure at a point in a fluid at rest, or in motion, is independent of direction as long as there are no shearing stress