1、流体力学 电子教案,第一章 绪论,11 工程流体力学的研究对象、任务和方法 12 流体质点与连续介质的概念 13 流体的密度 14 流体的压缩性和膨胀性 15 流体的粘性,11 工程流体力学的研究对象、 任务和方法,一、研究对象 探讨和研究宏观流体的平衡与机械运动的基本规 律,以及这些规律在工程中的实际应用。 例如：1、水泵、通风机和油压机等，都是以流体作为对象的工作 机械；其工作原理、性能和试验，都是以流体力学作为 理论基础的。 2、机床、汽车、采矿冶金机械等，广泛采用的液压传动和 气压传动，是以流体为工作介质的传动机械。,二、任务 在机械类专业教学中，工程流体力学是一门 技术基础课，它的任
2、务是为学生后续课程及从 事专业工作奠定初步的流体力学理论基础。,三、应用 1、以流体能量作为原动力的动力机械； 例如：水轮机、燃气轮机、蒸气轮机、内燃机、 2、以流体作为工作介质的传动机械； 例如：机床、汽车、拖拉机、坦克、飞机、船舶、 矿山机械等广泛采用的液压传动、液力传 动和气动传动； 3、以流体为对象的工作机械； 例如：水泵、油压机、油泵、风扇、通风机等；,1、理论方法； 分析问题的主次因素提出适当的假定，抽象出理论模型，运用数学工具寻求流体运动的普遍解。 2、实验方法； 将实际流动问题概括为相似的实验模型，在实验中观察现象、测定数据并进而按照一定方法推测实际结果。 3、计算方法； 根据
3、理论分析与实验观测拟定计算方案，通过编制程序输入数据用计算机算出数值解。,四、研究方法,12 流体质点与连续介质的概念,一、流体的物理属性 1、物质基本属性 （1）由大量分子构成； （2）分子不断作随机热运动； （3）分子与分子间存在分子力作用。,2、流体性质 （1）定义：受任何微小切力都会产生连续变形（流动）的物质。 （2）特性： 易流动性: 是流体区别于固体的根本标志. 粘性:流体运动时内部产生切应力的性质.,3 流体与固体属性比较,4 气体与液体属性比较,二、流体质点的概念,1、定义：流体质点就是流体中宏观尺寸非常小而 微观尺寸又足够大的任意一个物理实体。 2、流体质点具有四层含义： （
4、1）宏观尺寸非常小； （2）微观尺寸足够大； （3）是包含有足够多分子的一个物理实体； （4）形状可以任意划分。,三、连续介质的概念 流体是有无数流体质点（微 团）组成的稠密而无间隙的连续介 质。而这些连续介质具有宏观的一 切基本力学性质.,13 流体的密度,定义:一点上流体密度为 如果流体是均质的，则 4c蒸馏水的密度,14 流体的压缩性和膨胀性,一、气体压缩性和膨胀性的方程表示法（略） 二、流体压缩性和膨胀性的系数表示法 1、流体的体积膨胀性系数 单位：K-1 物理意义：单位温度变化引起的体积变化率。,2、流体的体积压缩率,单位：Pa-1 物理意义：单位压强变化引起的体积变 化率。 3、流
5、体的体积模量（略） 三、不可压缩流体的概念 V和T完全为零的流体叫做不可压缩流体。 =C（常量）,15 流体的粘性,粘性的概念：流体在运动时，内部产生阻碍流体运动的力的性质叫做流体的粘性。 一、牛顿内摩擦定律 1、实验结论：（1）F与流体的种类有关； （2）与流体层之间接触面积成正比； （3）与流体的速度梯度成正比； （4）与压强无关。,2、公式 （1）摩擦力： 切应力： （2）摩擦力： 切应力： 式中： F-摩擦力； -比例系数（动力粘度Pas）； A-平板与液体接触表面积(m2)； 0-平板运动速度（m/s）；-液层厚度（m）； - 切应力； -速度梯度。 物理意义：切应力与速度梯度成正比。,二、流体的粘度,1、粘度的定义及单位 （1）动力粘度： 由 得 单位：帕秒 （Pa s） 物理意义：单位速度梯度下的切应力。 （2）运动粘度： 单位：米2/秒 （m2/s） 2、粘度的测定（略）,3、粘度的变化规律 三、理想流体的概念 假定不存在粘性，即其=0的流体为理想流体或无粘性流体。,本章小结: 1、流体质点的概念 2、流体的可压缩性 3、流体的不可压缩性 4、流体的粘性 5、牛顿内摩擦定律 6、理想流体的概念,
