流体性质和流体静力学基础PPT资料.ppt

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流体动力学则是研究流体的运动规律及应用应用。

本篇主要讲述：

流体的性质和流体静力学基础知识，流体的性质和流体静力学基础知识，一元流体动力学基础知识，流动阻力和能量损失以及管路一元流体动力学基础知识，流动阻力和能量损失以及管路计算。

计算。

流体性质和流体静力学基础流体性质和流体静力学基础学习导引学习导引本本本本章章章章主主主主要要要要内内内内容容容容分分分分为为为为两两两两大大大大部部部部分分分分：

第第第第一一一一部部部部分分分分阐阐阐阐述述述述了了了了流流流流体体体体的的的的力力力力学学学学定定定定义义义义及及及及流流流流体体体体的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性，引引引引入入入入了了了了流流流流体体体体连连连连续续续续性性性性假假假假定定定定，分分分分析析析析了了了了流流流流体体体体的的的的主主主主要要要要力力力力学学学学性性性性质质质质，最最最最后后后后简简简简单单单单介介介介绍绍绍绍了了了了作作作作用用用用于于于于流流流流体体体体上上上上的的的的力力力力；

第第第第二二二二部部部部分分分分主主主主要要要要分分分分析析析析了了了了流流流流体体体体处处处处于于于于静静静静止止止止状状状状态态态态时时时时，其其其其内内内内部部部部压压压压力力力力的的的的分分分分布布布布规规规规律律律律及及及及特特特特性性性性，进进进进而而而而推推推推导导导导出出出出了了了了流流流流体体体体静静静静力力力力学学学学基基基基本本本本方方方方程程程程，并并并并举举举举例例例例分分分分析析析析了了了了流流流流体体体体静静静静力力力力学学学学基基基基本本本本方方方方程程程程的工程应用。

的工程应用。

学习要求学习要求本章的重点是流体的主要力学性质和流体静力学基本方程，本章的重点是流体的主要力学性质和流体静力学基本方程，本章的重点是流体的主要力学性质和流体静力学基本方程，本章的重点是流体的主要力学性质和流体静力学基本方程，通过学习应达到以下要求：

通过学习应达到以下要求：

理解流体的概念和基本特性，了解流体连续性假定。

掌握流体的主要力学性质，了解表面力和质量力的概念。

理解流体静压力的基本概念和基本特性。

掌握流体静力学基本方程，理解连通器与等压面的概念和特性，掌握流体静力学基本方程，理解连通器与等压面的概念和特性，掌握流体静力学基本方程，理解连通器与等压面的概念和特性，掌握流体静力学基本方程，理解连通器与等压面的概念和特性，能熟练运用流体静力学基本方程对简单的实际工程问题进行分能熟练运用流体静力学基本方程对简单的实际工程问题进行分能熟练运用流体静力学基本方程对简单的实际工程问题进行分能熟练运用流体静力学基本方程对简单的实际工程问题进行分析和计算。

析和计算。

本章难点本章难点流体的黏滞性概念比较抽象，较难理解。

黏滞性表现出阻碍流体流体的黏滞性概念比较抽象，较难理解。

黏滞性表现出阻碍流体流动的趋势，学习中结合流层间的速度分布图会有较为直观的理流动的趋势，学习中结合流层间的速度分布图会有较为直观的理流动的趋势，学习中结合流层间的速度分布图会有较为直观的理流动的趋势，学习中结合流层间的速度分布图会有较为直观的理解。

解。

流体的表面张力特性较难理解。

学习中结合日常生活及工程实际流体的表面张力特性较难理解。

学习中结合日常生活及工程实际中的实例联系起来进行思考就会容易理解一些。

中的实例联系起来进行思考就会容易理解一些。

熟练运用流体静力学基本方程对实际工程问题进行分析和计算需熟练运用流体静力学基本方程对实际工程问题进行分析和计算需熟练运用流体静力学基本方程对实际工程问题进行分析和计算需熟练运用流体静力学基本方程对实际工程问题进行分析和计算需要一定的技巧，会有一定的难度，应结合例题与习题加强练习。

要一定的技巧，会有一定的难度，应结合例题与习题加强练习。

第一节第一节流体的主要力学性质流体的主要力学性质一、流体及其基本特性一、流体及其基本特性1.什么是什么是流体流体?

在任何微小剪切力的持续作用下，能够产生在任何微小剪切力的持续作用下，能够产生连续变形的物质称为流体连续变形的物质称为流体。

流体特性流体特性:

流动性流动性流体包括流体包括气体气体和和液体液体气体气体:

可压缩流体可压缩流体液体液体:

不可压缩流体不可压缩流体2.流体与固体流体与固体3.液体与气体液体与气体二二、流体连续性假定流体连续性假定认为流体是由彼此之间没有间隙的无数流体微认为流体是由彼此之间没有间隙的无数流体微团（又称为流体质点）所组成，是一个内部团（又称为流体质点）所组成，是一个内部没有间没有间隙的连续体隙的连续体。

它使得流体一切的力学性质都可以被看为变量它使得流体一切的力学性质都可以被看为变量的连续函数，因而在解决流体力学实际问题时，就的连续函数，因而在解决流体力学实际问题时，就能用能用连续函数连续函数这一有力的数学工具去分析和研究。

这一有力的数学工具去分析和研究。

三、三、流体的主要力学性质流体的主要力学性质1.压缩性和膨胀性压缩性和膨胀性压缩性压缩性压缩性压缩性:

当流体温度不变，压力变化时，流体体积发生当流体温度不变，压力变化时，流体体积发生当流体温度不变，压力变化时，流体体积发生当流体温度不变，压力变化时，流体体积发生变化，这种性质称为流体的压缩性。

变化，这种性质称为流体的压缩性。

膨胀性膨胀性膨胀性膨胀性:

当流体压力不变时，流体体积随温度变化的性当流体压力不变时，流体体积随温度变化的性当流体压力不变时，流体体积随温度变化的性当流体压力不变时，流体体积随温度变化的性质称为流体的膨胀性。

质称为流体的膨胀性。

（1）液体的压缩性和膨胀性液体的压缩性和膨胀性体体体体积积积积压压压压缩缩缩缩系系系系数数数数：

增增增增加加加加单单单单位位位位压压压压力力力力时时时时，流流流流体体体体体体体体积积积积或密度的相对变化率，即：

或密度的相对变化率，即：

或或或或体体体体积积积积膨膨膨膨胀胀胀胀系系系系数数数数：

指指指指在在在在压压压压力力力力不不不不变变变变的的的的条条条条件件件件下下下下，温温温温度度度度每每每每变变变变化化化化一一一一个个个个单单单单位位位位时时时时，液液液液体体体体体体体体积积积积或或或或密密密密度度度度的的的的相相相相对对对对变变变变化量，即：

化量，即：

或或或或实验表明，液体的体积压缩系数和体积膨胀实验表明，液体的体积压缩系数和体积膨胀系数都很小系数都很小,可忽略。

可忽略。

（2）气体的压缩性和膨胀性气体的压缩性和膨胀性与与与与液液液液体体体体不不不不同同同同，气气气气体体体体由由由由于于于于其其其其分分分分子子子子运运运运动动动动的的的的特特特特点点点点，在在在在温温温温度度度度、压压压压力力力力变变变变化化化化时时时时，体体体体积积积积变变变变化化化化较较较较大大大大,具具具具有有有有较较较较大大大大的的的的压缩性和膨胀性压缩性和膨胀性压缩性和膨胀性压缩性和膨胀性。

但但但但是是是是在在在在许许许许多多多多工工工工程程程程实实实实际际际际问问问问题题题题中中中中，只只只只要要要要气气气气体体体体速速速速度度度度远远远远小小小小于于于于音音音音速速速速，密密密密度度度度变变变变化化化化不不不不大大大大，即即即即2020时时时时，也也也也可可可可将将将将气体作为气体作为气体作为气体作为不可压缩流体不可压缩流体不可压缩流体不可压缩流体处理。

处理。

如在空调系统的风如在空调系统的风道中流动的空气道中流动的空气2.黏滞性黏滞性（11）黏滞性的概念）黏滞性的概念）黏滞性的概念）黏滞性的概念黏黏黏黏滞滞滞滞性性性性是是是是指指指指流流流流体体体体各各各各流流流流层层层层间间间间或或或或质质质质点点点点间间间间因因因因相相相相对对对对运运运运动动动动而而而而产产产产生生生生内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力以以以以抵抵抵抵抗抗抗抗其其其其相相相相对对对对运运运运动动动动的的的的性性性性质质质质，简简简简称称称称黏性黏性黏性黏性。

拖力拖力和和阻力阻力是同是同时出现的大小相等、时出现的大小相等、方向相反的一对力，方向相反的一对力，且分别作用在相邻流且分别作用在相邻流体层的接触面上体层的接触面上,称称内摩擦力内摩擦力，也称为，也称为黏黏滞力滞力。

（2）牛顿内摩擦定律）牛顿内摩擦定律流流流流体体体体的的的的内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力的的的的大大大大小小小小与与与与流流流流体体体体的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质有有有有关关关关，与与与与流流流流体体体体层层层层的的的的接接接接触触触触面面面面积积积积和和和和接接接接触触触触面面面面法法法法线线线线方方方方向向向向的的的的速速速速度度度度梯梯梯梯度度度度成正比。

成正比。

或或或或牛顿型流体牛顿型流体:

如空气和水等低分子流体如空气和水等低分子流体非牛顿型流体非牛顿型流体:

如油脂、牙膏、水泥浆、如油脂、牙膏、水泥浆、高分子化合物溶液等高分子化合物溶液等（3）流体的黏度及其影响因素）流体的黏度及其影响因素动动动动力力力力黏黏黏黏度度度度在在在在数数数数值值值值上上上上可可可可看看看看作作作作是是是是当当当当速速速速度度度度梯梯梯梯度度度度为为为为11时时时时，由于黏性引起的流体层间单位面积上的内摩擦力。

由于黏性引起的流体层间单位面积上的内摩擦力。

流体的黏度越大，在相同的流动条件下，所流体的黏度越大，在相同的流动条件下，所流体的黏度越大，在相同的流动条件下，所流体的黏度越大，在相同的流动条件下，所产生的流动阻力也就越大。

产生的流动阻力也就越大。

动力黏度的单位动力黏度的单位:

lPas=10P=1000cPPas（SI制制）；

P（泊）或泊）或cP（厘泊）厘泊）（cgs制制）液液液液体体体体的的的的黏黏黏黏度度度度随随随随温温温温度度度度升升升升高高高高而而而而减减减减小小小小，而而而而压压压压力力力力的的的的影影影影响响响响则则则则可可可可忽忽忽忽略略略略；

气气气气体体体体的的的的黏黏黏黏度度度度