流体力学流体主要物理性质

1、在研究流体的静止和运动之前，必须先了解流体的内在属性，即流体的物理性质。包括密度、可压缩性、可膨胀性、粘度等。其中粘度是流体物理特性中最重要的特性。2.1没有流体的定义和特征，没有固定形状，容易流动的物质称为流体。液体和气体。流体和固体的差异表现为：固体：既能承受压力，又能承受拉伸变形。固体的变形与力的大小成正比。流体：只能承受压力，一般不能抵抗张力和拉伸变形。最小剪应力下发生连续变形流。液体和气体的区别：气体容易压缩，液体难压缩。液体有一定的体积，有自由液面。气体可以填充任何形式的容器，没有一定的体积，没有自由液面。液体的流动性小于气体液体和气体的共性。两者都很容易流动性。也就是说，在小剪切

2、应力下发生变形或流动，所以两者统称为流体。1.2流体是作为连续介质的假说，微观：流体是由大量不规则热运动的分子组成的，分子之间有间隙，在空间中是不连续的。宏：一般工程中研究的流体的空间尺度比分子距离大得多。定义：无论流体分子之间的间距如何，都将流体视为由无数连续分布的流体微块组成的连续介质。流体尾团必须具备的两个条件：必须包含足够的分子。体积必须小。第一，流体的连续介质假说避免了流体分子运动的复杂性，只需研究流体的宏观运动。2 .物理量是施工连续函数，可以利用高级数学的连续函数分析方法研究流体平衡和运动规律。第二，流体连续介质假说的优点：(在工程应用中大多数情况下满足假说)，作用于流体的力，作

3、用于流体的力，两种类型的力：表面力和质量力，1，表面力，1。应力，分离体外部的流体通过流体分离体表面(接触面)，2。法向应力和切向应力、法向应力、切向应力、上述两种力是研究流体流动时经常遇到的两种应力、2、质量力、质量力是某个力场作用于所有流体质点的力，其大小与流体的质量或体积成正比，因此称为质量力或体积力。例如：重力、惯性力、磁、2.4流体的密度、1、流体的密度、单位体积流体的质量。单位：kg/m3，一般流体的密度：水1000 kg/m3空气1.23 kg/m3汞136000 kg/m3，均匀流体：2，流体相对密度，流体密度与4oC时水密度之比。表达式中F流体的密度(kg/m3) w4oC中

4、的水的密度(kg/m3)，3，流体的比例体积(容量对比)，单位质量流体所占的体积，以及流体密度的倒数。单位：m3/kg，4，混合气体的密度，混合气体密度按每个组件气体的体积百分比计算。形式中：1，2，N各分支的密度a1，a2，an各分支所占体积的百分比，1.5流体的可压缩性和膨胀性，1，流体的可压缩性，流体体积随着压力的增加而减少的性质。1 .压缩系数，2 .体积系数，单位压力增加引起的体积相对变化率，2。流体的膨胀性，流体体积随着温度的增加而增加的性质。1 .膨胀系数，由于单位温度增加而引起的体积相对变化率，单位：或，1.5流体的可压缩性和可膨胀性，3，可压缩流体和不可压缩流体，1。可压缩性

5、，2 .可压缩流体和不可压缩流体；可压缩流体：考虑可压缩性；2.6流体的粘度；1；流体的粘度；1。粘性在流体内部的各流体微组之间发生相对运动时，在流体内部产生摩擦力(即粘性力)的性质。，(1)库仑实验(1784)，库仑通过液体内弦盘摆动实验确认流体有内部摩擦。(2)流体粘度产生的两种效应流体内部的每个流体微组之间发生粘性力。流体附着在接触的固体表面。2 .牛顿内摩擦定律，(1)牛顿板实验，在H和U不大的情况下，两个板之间Y方向的流速是线性分布的，实验表明对大多数流体引入比例系数。也就是说，牛顿内摩擦定律，又称牛顿切向应力公式，(2)粘性剪切应力与每个应变率成正比。(3)比例系数称为功率粘度，简

6、称粘度。牛顿的内摩擦定律表明流体粘性大小的测量是由流体流动的凝聚力和分子的动量交换而产生的。(1)粘度，(2)粘度，3 .粘度，(3)粘度的影响因素2.24，温度对流体粘度的影响，温度，压力对流体粘度的影响不大，一般被忽略。液体：分子凝聚力是产生粘度的主要因素，温度分子间距分子吸收重力内的摩擦粘度，气体：分子热运动引起的动量交换是产生粘度的主要因素。温度分子热运动动量交换中的摩擦粘度，(4)粘度测量一般不能直接测量，其他物质的粘度可以参考经验公式计算。灌注法落球法旋转法工业粘度计，Engler粘度计，(5)粘性流体和理想流体，1。粘性流体，粘性流体(0)。2 .理想流体，忽略粘性流体(=0)。

7、是理想的流体模型。3，牛顿流体和非牛顿流体，1。牛顿流体，2 .非牛顿流体，符合牛顿内摩擦定律的流体(如水、空气、汽油、汞等)，不符合牛顿内摩擦定律的流体(如泥浆、血浆、水泥砂浆、混凝土)。例如，圆柱内壁直径D=12cm厘米，活塞直径d=11.96cm厘米，活塞长度L=14cm厘米，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油的速度=0.1Pas。求作用于活塞的粘性力。解决方案：注：面积，速度梯度法，D，D，L，例如，旋转圆柱粘度计，固定外部圆柱，内部圆柱速度n=10r/min。内外筒之间填充实验液体。内筒r1=1.93cm，外筒r2=2cm，内筒高度h=7cm，轴扭转M=0.0045Nm。求出此实验

8、液体的黏度。解决方案：注意：1。面积a的方法；2.单位统一，h，n，r1，r2，获得，解析：注意：1。面积a法；2.单位统一，2.7液体的表面特性，一，表面张力，一。表面张力现象，水滴挂在树枝头上，没有掉落的现象；管子里的液体自动上升或下降一个高度(毛细管现象)。昆虫没有下沉，而是漂浮在液面上。影响球：34r，厚度小于影响球半径的面值的薄层称为表面层。表面层内的所有液体分子都受到向下的吸力，将表面层牢牢地拉向液体内部。定义：使液体表面拉伸的力是表面张力。表面张力系数：单位长度的表面张力。表面张力的产生部分：液体、空气接触自由表面、液体-固体接触的周长、徐璐其他液体接触周围表面张力的原因：凝聚力

9、不同(分子力不平衡)。，2)毛细管现象，毛细管中表面张力会引起液体表面的上升或下降，这称为毛细管现象。液体-固体粘合力大于液体的内聚力H2O，液体-固体粘合力小于液体的内聚力(Hg)，接触角概念3360液体接触固体壁面时液体，锐角时液体弄湿固体，钝角时液体不弄湿固体。水和干净的玻璃=0水银和干净的玻璃=140，图1-6液体在毛细管内(A)润湿管壁的液体液面上升，图1-6液体在毛细管内(B)润湿管壁的液体液面下降，内聚力3360液体分子间吸力3360b、固体颗粒的流动；c，几何点；d，几何尺寸是与流动空间相比含有极少量分子的微原体。事故测试问题1，(D)，流体的粘性和流体的-无关(a)。分子凝聚力(b)。分子动量交换