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1、职教第第 1 1 页页浙江电力教育培训中心流体力学流体力学职教第第 2 2 页页绪论绪论1.11.1概述概述研究对象研究任务应用主要内容研究方法职教第第 3 3 页页研究对象研究对象 液体：液体：气体：气体：流体流体绪论绪论1.11.1概述概述如电厂的水、油等如电厂的水、油等如电厂的水蒸汽、空气、烟气等如电厂的水蒸汽、空气、烟气等职教第第 4 4 页页研究流体静止和运动时的宏观力学规律研究流体静止和运动时的宏观力学规律解决工程技术问题解决工程技术问题研究任务研究任务绪论绪论1.11.1概述概述职教第第 5 5 页页应应 用用 重要的专业基础课程，该课程的目的是重要的专业基础课程，该课程的目的是

2、为了学习专业课以及从事技术工作提供必要为了学习专业课以及从事技术工作提供必要的基础理论和实践技能的基础理论和实践技能绪论绪论1.11.1概述概述职教第第 6 6 页页绪论流体静力学不可压缩一元流体动力学流动阻力和能量损失管路计算附面层与绕流阻力孔口、管嘴出流和气体射流主要内容主要内容绪论绪论1.11.1概述概述职教第第 7 7 页页研究方法研究方法 宏观宏观 微观微观绪论绪论1.11.1概述概述职教第第 8 8 页页流体力学有关物理量的符号、法定单位流体力学有关物理量的符号、法定单位表1-1绪论绪论1.11.1概述概述职教第第 9 9 页页绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性

3、质职教第第 1010 页页一、流体的基本特征一、流体的基本特征具有具有流动性流动性流动性：在微小剪切力作用下会发生连续变形的特性。流动性：在微小剪切力作用下会发生连续变形的特性。绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 1111 页页（一）（一）惯性和重力特性惯性和重力特性二、流体的主要力学性质二、流体的主要力学性质密度定义：密度定义：单位体积流体所具有的质量，符号单位体积流体所具有的质量，符号表征物体惯性的物理量表征物体惯性的物理量绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质1 1、惯性、惯性 单位：单位：kgkg /m m3 3职教第第 1212 页页对

4、于非均质流体：对于非均质流体：对均质流体：对均质流体：绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 1313 页页单位：单位：N/N/m m3 32 2、重力特性、重力特性容重定义：容重定义：作用于单位体积流体的重力，符号作用于单位体积流体的重力，符号表征物体重力特性的物理量表征物体重力特性的物理量绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质单位：单位：N/N/m m3 3容重定义：容重定义：作用于单位体积流体的重力，符号作用于单位体积流体的重力，符号表征物体重力特性的物理量表征物体重力特性的物理量职教第第 1414 页页绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流

5、体的主要力学性质对于均质流体：对于均质流体：对于非均质流体：对于非均质流体：职教第第 1515 页页3 3、影响流体密度的因素影响流体密度的因素流体种类流体种类液体密度比气体大得多。液体密度比气体大得多。压力和温度压力和温度液体密度随液体密度随p、t变化很小，变化很小，气体密度随气体密度随p、t变化很大。变化很大。绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 1616 页页 水水1000 kg/m3 空气空气1.2920 kg/m3 水银水银13590 kg/m3常见流体的密度：常见流体的密度：表1-2绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 171

6、7 页页（二）二）粘滞性粘滞性 流体内部质点（微团）或流层间如有相对流体内部质点（微团）或流层间如有相对运动则产生内摩擦力（即粘滞力）以抵抗相对运动运动则产生内摩擦力（即粘滞力）以抵抗相对运动的性质。的性质。绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 1818 页页例：流体在圆管中流动（液体为例）例：流体在圆管中流动（液体为例）1 1、流体粘滞性分析、流体粘滞性分析绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 1919 页页2 2、牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律式中 T流体的内摩擦力（切向力），N；A流层间的接触面积，m2；du/dy垂直于流动方向上的速

7、度梯度，1/s；动力粘度，Pas。绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 2020 页页 式中切应力，即流层间单位接触面积上的内摩擦力N/m2，Pa。切应力与速度梯度成正比；切应力与速度梯度成正比；比例系数称动力比例系数称动力粘度粘度。牛顿内摩擦定律表明：牛顿内摩擦定律表明：绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 2121 页页 表示流体粘滞性大小表示流体粘滞性大小（1 1）动力粘度动力粘度（2 2）运动粘度运动粘度3 3、流体的粘度、流体的粘度绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 2222 页页4 4、粘性的影响

8、因素、粘性的影响因素液体：液体：液体：液体：分子分子分子分子内聚力是产生粘度的主要因素。内聚力是产生粘度的主要因素。温度温度分子间距分子间距分子吸引力分子吸引力内摩擦力内摩擦力粘度粘度气体：气体：气体：气体：分子热运动引起的动量交换是产生粘度的主要因素。分子热运动引起的动量交换是产生粘度的主要因素。温度温度分子热运动分子热运动动量交换动量交换内摩擦力内摩擦力粘度粘度 温度流体种类流体种类流体温度流体温度绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 2323 页页5 5、粘度的测量粘度的测量粘度计粘度计恩格勒粘度计恩格勒粘度计绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力

9、学性质职教第第 2424 页页6 6、牛顿流体和非牛顿流体、牛顿流体和非牛顿流体（1 1）牛顿）牛顿流体流体流体流体 （2 2）非牛顿）非牛顿流体流体流体流体 符合牛顿内摩擦定律的流体符合牛顿内摩擦定律的流体如水、空气、油和水银等如水、空气、油和水银等不符合牛顿内摩擦定律的流体不符合牛顿内摩擦定律的流体如：油漆、橡胶、糨糊、牙膏、泥浆等如：油漆、橡胶、糨糊、牙膏、泥浆等如：油漆、橡胶、糨糊、牙膏、泥浆等如：油漆、橡胶、糨糊、牙膏、泥浆等（=常数）常数）绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 2525 页页 （三）压缩性和热胀性（三）压缩性和热胀性流体的压缩性：流体的压

10、缩性：P7P7流体的热胀性：流体的热胀性：P7P7 绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 2626 页页1、液体的压缩性和热胀性、液体的压缩性和热胀性压缩系数：压缩系数：温度不变时，单位压强变化所引起的体温度不变时，单位压强变化所引起的体积或密度的积或密度的相对变化率相对变化率 （1 1）液体的压缩性）液体的压缩性，压缩性，压缩性绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质可知：可知：液体液体很小很小职教第第 2727 页页弹性系数：弹性系数：压缩系数的倒数压缩系数的倒数绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 2828 页页（2

11、 2）液液体的热胀性体的热胀性 热胀系数：压强不变时，单位温度变化所引起的热胀系数：压强不变时，单位温度变化所引起的体积或密度的体积或密度的相对变化率相对变化率可知：可知：液体液体很小。很小。注意：注意：P P、T T变化很大时，要考虑体积变化，如高温高压下炉变化很大时，要考虑体积变化，如高温高压下炉水密度比常温常压下小。水密度比常温常压下小。，热胀性，热胀性绪论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 2929 页页 随随P P、T T而改变而改变 气体的可压缩性要比液体的可压缩性大得多气体的可压缩性要比液体的可压缩性大得多2、气体的压缩性和热胀性、气体的压缩性和热胀性绪

12、论绪论1.21.2流体的主要力学性质流体的主要力学性质职教第第 3030 页页绪论绪论1.31.3作用在流体上的力作用在流体上的力按作用方式不同分为：按作用方式不同分为：表面力和质量力表面力和质量力一、质量力一、质量力 作用在所有流体质点上与质量成正比的力。作用在所有流体质点上与质量成正比的力。对均质流体：体积力对均质流体：体积力重力重力惯性力惯性力职教第第 3131 页页单位质量力单位质量力单位质量力的轴向分力单位质量力的轴向分力 ：流体中取质量为流体中取质量为M M的质点，作用于该的质点，作用于该质点的质量力为质点的质量力为F F，F F与与M M的比值称的比值称单位单位质量力质量力单位质

13、量流体上的质量力单位质量流体上的质量力绪论绪论1.31.3作用在流体上的力作用在流体上的力职教第第 3232 页页绪论绪论1.31.3作用在流体上的力作用在流体上的力二、表面力二、表面力作用在被研究作用在被研究流体（分离体）表面上，与作用表面面积成流体（分离体）表面上，与作用表面面积成正比的力正比的力外力：外力：作用在流体边界上的外力，如大气对流体自由表面的压作用在流体边界上的外力，如大气对流体自由表面的压力，容器壁面的反作用力力，容器壁面的反作用力内力：内力：流体质点相互作用而产生，如流体内压应力和切应力流体质点相互作用而产生，如流体内压应力和切应力职教第第 3333 页页 单位面积上的表面

14、力。单位面积上的表面力。应力应力法向法向应力（压应力、压强）和切向应力（压应力、压强）和切向应力应力 p法向应力，即流体所受压强，法向应力，即流体所受压强，Pa切向应力，即流体摩擦应力，切向应力，即流体摩擦应力，Pa绪论绪论1.31.3作用在流体上的力作用在流体上的力职教第第 3434 页页绪论绪论1.41.4流体的力学模型流体的力学模型一、连续介质与非连续介质一、连续介质与非连续介质连续性介质假定：连续性介质假定：定义：不考虑流体分子间的间隙，把定义：不考虑流体分子间的间隙，把定义：不考虑流体分子间的间隙，把定义：不考虑流体分子间的间隙，把流体视为由无流体视为由无 数连续分布的数连续分布的流

15、体微团流体微团组成的连续介质。组成的连续介质。优点：优点：可利用连续函数这一数学工具来研究流体运动规可利用连续函数这一数学工具来研究流体运动规律。律。职教第第 3535 页页绪论绪论1.41.4流体的力学模型流体的力学模型二、理想流体与粘性流体二、理想流体与粘性流体（1 1）粘性流体粘性流体粘性流体粘性流体 具有粘性的流体（具有粘性的流体（00）。）。（2 2）理想）理想流体流体流体流体 忽略粘性的流体（忽略粘性的流体（=0 0）。）。一种最重要的理想流体模型之一。一种最重要的理想流体模型之一。职教第第 3636 页页绪论绪论1.41.4流体的力学模型流体的力学模型三、不可压缩流体与可压缩流体

16、三、不可压缩流体与可压缩流体 可压缩流体：考虑可压缩性的流体可压缩流体：考虑可压缩性的流体 不可压缩流体：不考虑可压缩性的流体不可压缩流体：不考虑可压缩性的流体职教第第 3737 页页绪论绪论1.41.4流体的力学模型流体的力学模型注意：注意：（1 1）简化理论推导和工程计算的模型简化理论推导和工程计算的模型 （2 2）一般情况将液体看作不可压缩流体）一般情况将液体看作不可压缩流体 （3 3）对于低压、低速（）对于低压、低速（6060m/sm/s）气流的计算，气流的计算，可按不可压缩流体处理，如空气和烟风系统。可按不可压缩流体处理，如空气和烟风系统。职教第第 3838 页页流体概念及基本特性流体的主要力学性质作用于流体上的作用力流体的力学模型知识点知识点职教第第 3939 页页第二章第二章 流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学职教第第 4040 页页流体静力学流体静力学2.12.1流体静压强及其特性流体静压强及其特性一、流体静压强的定义一、流体静压强的定义流体静压强流体静压强：在流体内部或流体与固体壁面所存在的单位面：在流体内部或流体与固体壁面所存在的单位面积上的法向作用力称为积上