工程流体力学复习总结.ppt

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第一章概要第一章概要流体流体流体就是易流动的物质。

自然界的三态中，液态与气态都是流体。

流体就是易流动的物质。

自然界的三态中，液态与气态都是流体。

流体就是易流动的物质。

自然界的三态中，液态与气态都是流体。

流体就是易流动的物质。

自然界的三态中，液态与气态都是流体。

流体只能承受压力，而几乎不能承受任何拉力。

流体只能承受压力，而几乎不能承受任何拉力。

流体只能承受压力，而几乎不能承受任何拉力。

流体只能承受压力，而几乎不能承受任何拉力。

连续介质假设连续介质假设忽略流体的分子构成，而把它看作一种连续性的介质，认为其中没忽略流体的分子构成，而把它看作一种连续性的介质，认为其中没忽略流体的分子构成，而把它看作一种连续性的介质，认为其中没忽略流体的分子构成，而把它看作一种连续性的介质，认为其中没有任何间隙。

有任何间隙。

有任何间隙。

有任何间隙。

流体微团足够小，微团中所包含的流体分子足够多。

流体微团足够小，微团中所包含的流体分子足够多。

流体微团足够小，微团中所包含的流体分子足够多。

流体微团足够小，微团中所包含的流体分子足够多。

流体流体流体就是易流动的物质。

自然界的三态中，液态与气态都是流体。

流体就是易流动的物质。

自然界的三态中，液态与气态都是流体。

流体就是易流动的物质。

自然界的三态中，液态与气态都是流体。

流体就是易流动的物质。

自然界的三态中，液态与气态都是流体。

流体只能承受压力，而几乎不能承受任何拉力。

流体只能承受压力，而几乎不能承受任何拉力。

流体只能承受压力，而几乎不能承受任何拉力。

流体只能承受压力，而几乎不能承受任何拉力。

连续介质假设连续介质假设忽略流体的分子构成，而把它看作一种连续性的介质，认为其中没忽略流体的分子构成，而把它看作一种连续性的介质，认为其中没忽略流体的分子构成，而把它看作一种连续性的介质，认为其中没忽略流体的分子构成，而把它看作一种连续性的介质，认为其中没有任何间隙。

有任何间隙。

有任何间隙。

有任何间隙。

流体微团足够小，微团中所包含的流体分子足够多。

流体微团足够小，微团中所包含的流体分子足够多。

流体微团足够小，微团中所包含的流体分子足够多。

流体微团足够小，微团中所包含的流体分子足够多。

比容比容密度密度定义式：

定义式：

定义式：

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；对均质流体：

；对均质流体：

；对均质流体：

；对均质流体：

。

对于液体，密度随温度略有变化，而随压力的变化很小；气体的密对于液体，密度随温度略有变化，而随压力的变化很小；气体的密对于液体，密度随温度略有变化，而随压力的变化很小；气体的密对于液体，密度随温度略有变化，而随压力的变化很小；气体的密度随压力与温度变化较大度随压力与温度变化较大度随压力与温度变化较大度随压力与温度变化较大。

压缩性压缩性当作用于流体上的压力增加时，其体积将会减小，这就是当作用于流体上的压力增加时，其体积将会减小，这就是当作用于流体上的压力增加时，其体积将会减小，这就是当作用于流体上的压力增加时，其体积将会减小，这就是流体的压流体的压流体的压流体的压缩性缩性缩性缩性。

体积压缩系数体积压缩系数在在在在温度不变温度不变温度不变温度不变的情况下，单位压力增加所引起的体积变化率。

的情况下，单位压力增加所引起的体积变化率。

的情况下，单位压力增加所引起的体积变化率。

的情况下，单位压力增加所引起的体积变化率。

液体的压缩性系数很小，或者说其弹性系数很大。

因此，液体的液体的压缩性系数很小，或者说其弹性系数很大。

因此，液体的液体的压缩性系数很小，或者说其弹性系数很大。

因此，液体的液体的压缩性系数很小，或者说其弹性系数很大。

因此，液体的压缩性一般可以忽略不计。

压缩性一般可以忽略不计。

压缩性一般可以忽略不计。

压缩性一般可以忽略不计。

膨胀性膨胀性当温度增加时，引起体积增大，称为当温度增加时，引起体积增大，称为当温度增加时，引起体积增大，称为当温度增加时，引起体积增大，称为流体的膨胀性流体的膨胀性流体的膨胀性流体的膨胀性。

体积膨胀系数体积膨胀系数当温度增加时，引起体积增大，称为当温度增加时，引起体积增大，称为当温度增加时，引起体积增大，称为当温度增加时，引起体积增大，称为流体的膨胀性流体的膨胀性流体的膨胀性流体的膨胀性。

压缩性是相对于压力的增加而言，而膨胀性是相对于温度增加而言。

压缩性是相对于压力的增加而言，而膨胀性是相对于温度增加而言。

压缩性是相对于压力的增加而言，而膨胀性是相对于温度增加而言。

压缩性是相对于压力的增加而言，而膨胀性是相对于温度增加而言。

粘性粘性流体在运动时对于剪切变形的阻抗能力流体在运动时对于剪切变形的阻抗能力流体在运动时对于剪切变形的阻抗能力流体在运动时对于剪切变形的阻抗能力粘性粘性粘性粘性。

表现表现表现表现：

任何流体与固体壁面相接触，都会粘附于固壁表面。

任何流体与固体壁面相接触，都会粘附于固壁表面。

任何流体与固体壁面相接触，都会粘附于固壁表面。

任何流体与固体壁面相接触，都会粘附于固壁表面。

相邻两层流体作相对运动时也会产生摩擦阻力。

相邻两层流体作相对运动时也会产生摩擦阻力。

相邻两层流体作相对运动时也会产生摩擦阻力。

相邻两层流体作相对运动时也会产生摩擦阻力。

流体内摩擦力的大小与速度流体内摩擦力的大小与速度流体内摩擦力的大小与速度流体内摩擦力的大小与速度UU成正比，与接触面积成正比，与接触面积成正比，与接触面积成正比，与接触面积AA成正比，而成正比，而成正比，而成正比，而与两板间距离与两板间距离与两板间距离与两板间距离hh成反比，即成反比，即成反比，即成反比，即：

单位面积上的摩擦力称为单位面积上的摩擦力称为单位面积上的摩擦力称为单位面积上的摩擦力称为摩擦应力摩擦应力摩擦应力摩擦应力或或或或切应力切应力切应力切应力，以以以以表示，即：

表示，即：

表示，即：

表示，即：

液体的粘性系数随温度升高而降低，而气体的粘性系数随温度液体的粘性系数随温度升高而降低，而气体的粘性系数随温度液体的粘性系数随温度升高而降低，而气体的粘性系数随温度液体的粘性系数随温度升高而降低，而气体的粘性系数随温度升高而增大。

升高而增大。

升高而增大。

升高而增大。

粘性（续）粘性（续）动力粘性系数动力粘性系数动力粘性系数动力粘性系数（简称简称简称简称粘性系数粘性系数粘性系数粘性系数或或或或粘度粘度粘度粘度）:

单位为单位为单位为单位为NNss/mm22或或或或PaPass；运动粘性系数运动粘性系数运动粘性系数运动粘性系数，记为，记为，记为，记为（mm22/ss，或，或，或，或cmcm22/ss（斯）（斯）（斯）（斯）），写为：

，写为：

，写为：

，写为：

牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律流体摩擦应力的大小与粘性系数及速度梯度成正比。

流体摩擦应力的大小与粘性系数及速度梯度成正比。

流体摩擦应力的大小与粘性系数及速度梯度成正比。

流体摩擦应力的大小与粘性系数及速度梯度成正比。

理想流体理想流体一种假想的没有粘性的流体称为一种假想的没有粘性的流体称为一种假想的没有粘性的流体称为一种假想的没有粘性的流体称为理想流体理想流体理想流体理想流体。

粘性流体粘性流体自然界中实际存在的流体都具有粘性，称为自然界中实际存在的流体都具有粘性，称为自然界中实际存在的流体都具有粘性，称为自然界中实际存在的流体都具有粘性，称为粘性流体粘性流体粘性流体粘性流体。

牛顿流体与非牛顿流体牛顿流体与非牛顿流体凡流体中切应力与速度梯度呈线性关系的流体，称为凡流体中切应力与速度梯度呈线性关系的流体，称为凡流体中切应力与速度梯度呈线性关系的流体，称为凡流体中切应力与速度梯度呈线性关系的流体，称为牛顿流体牛顿流体牛顿流体牛顿流体；否；否；否；否则，称为则，称为则，称为则，称为非牛顿流体非牛顿流体非牛顿流体非牛顿流体。

作用在流体上的力作用在流体上的力质量力质量力质量力质量力作用于流体的每个质点上，其大小与流体的质量成正比。

作用于流体的每个质点上，其大小与流体的质量成正比。

作用于流体的每个质点上，其大小与流体的质量成正比。

作用于流体的每个质点上，其大小与流体的质量成正比。

最常见的质量力就是最常见的质量力就是最常见的质量力就是最常见的质量力就是重力重力重力重力，此外还有，此外还有，此外还有，此外还有惯性力等惯性力等惯性力等惯性力等。

单位质量力单位质量力单位质量力单位质量力：

单位质量流体所受的质量力。

：

单位质量流体所受的质量力。

：

单位质量流体所受的质量力。

：

单位质量流体所受的质量力。

只受重力的情况下：

只受重力的情况下：

只受重力的情况下：

只受重力的情况下：

ffxx=0,=0,ffyy=0,=0,ffzz=-=-gg。

表面力表面力表面力表面力作用在所取分离体的表面上，作用在所取分离体的表面上。

作用在所取分离体的表面上，作用在所取分离体的表面上。

作用在所取分离体的表面上，作用在所取分离体的表面上。

作用在所取分离体的表面上，作用在所取分离体的表面上。

表面力又可分为表面力又可分为表面力又可分为表面力又可分为法向力法向力法向力法向力与与与与切向力切向力切向力切向力。

单位面积的法向力单位面积的法向力单位面积的法向力单位面积的法向力pp称为称为称为称为压应力压应力压应力压应力或或或或压力压力压力压力；单位面积的切向力单位面积的切向力单位面积的切向力单位面积的切向力称为称为称为称为切应力切应力切应力切应力或或或或摩擦应力摩擦应力摩擦应力摩擦应力。

单位面积的表面力单位是：

单位面积的表面力单位是：

单位面积的表面力单位是：

单位面积的表面力单位是：

N/mN/m22。

静止流体中的应力特征静止流体中的应力特征静止流体中的应力垂直于作用面，并沿作用面的内法线方向。

静止流体中的应力垂直于作用面，并沿作用面的内法线方向。

静止流体中的应力垂直于作用面，并沿作用面的内法线方向。

静止流体中的应力垂直于作用面，并沿作用面的内法线方向。

流体静压力仅仅是空间位置的函数，其流体静压力仅仅是空间位置的函数，其流体静压力仅仅是空间位置的函数，其流体静压力仅仅是空间位置的函数，其大小与作用面的方向无大小与作用面的方向无大小与作用面的方向无大小与作用面的方向无关关关关。

亦即，在静止流体中的任意一给定点上，。

亦即，在静止流体中的任意一给定点上，。

亦即，在静止流体中的任意一给定点上，。

亦即，在静止流体中的任意一给定点上，静压力不论来自何方向，静压力不论来自何方向，静压力不论来自何方向，静压力不论来自何方向，其值均相等其值均相等其值均相等其值均相等。

流体平衡微分方程流体平衡微分方程平衡微分方程（欧拉平衡方程）平衡微分方程（欧拉平衡方程）平衡微分方程（欧拉平衡方程）平衡微分方程（欧拉平衡方程）压力差方程压力差方程压力差方程压力差方程等压面的微分方程等压面的微分方程等压面的微分方程等压面的微分方程流体静力学基本方程假设假设假设假设作用在流体上的质量力仅仅为重力；作用在流体上的质量力仅仅为重力；作用在流体上的质量力仅仅为重力；作用在流体上的质量力仅仅为重力；流体近似为均质不可压缩的（流体近似为均质不可压缩的（流体近似为均质不可压缩的（流体近似为均质不可压缩的（=常数）常数）常数）常数）流体静力学基本方程流体静力学基本方程流体静力学基本方程流体静力学基本方程或或或或压力传递的帕斯卡原理压力传递的帕斯卡原理压力传递的帕斯卡原理压力传递的帕斯卡原理在处于静止状态的液体中，任意一点的压力等于液面压力加上高度为在处于静止状态的液体中，任意一点的压力等于液面压力加上高度为在处于静止状态的液体中，任意一点的压力等于液面压力加上高度为在处于静止状态的液体中，任意一点的压力等于液面压力加上高度为hh的液柱所产生的压的液柱所产生的压的液柱所产生的压的液柱所产生的压力。

如果液面上的压力发生了变化，则液体内其余点的压力也会随之变化同样的数值。

力。

如果液面上的压力发生了变化，则液体内其余点的压力也会随之变化同样的数值。

力。

如果液面上的压力发生了变化，则液体内其余点的压力也会随之变化同样的数值。

力。

如果液面上的压力发生了变化，则液体