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1、精選資料.流體力學(xué)與傳熱學(xué)流體靜力學(xué)：研究靜止流體中壓強(qiáng)分布規(guī)律及對(duì)固體接觸面的作用問(wèn)題流體動(dòng)力學(xué)：研究運(yùn)動(dòng)流體中各運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化規(guī)律，流體與固體作用面的相互作用力的問(wèn)題傳熱學(xué)研究?jī)?nèi)容：研究熱傳導(dǎo)和熱平衡規(guī)律的科學(xué)上篇：流體力學(xué)基礎(chǔ)第一章 流體及其主要力學(xué)性質(zhì)第一節(jié) 流體的概念一 流體的概述 流體的概念:流體是液體和氣體的統(tǒng)稱 流體的特點(diǎn):易流動(dòng)性在微小剪切力的作用下,都將連續(xù)不斷的產(chǎn)生變形(區(qū)別于固體的特點(diǎn)) 液體:具有固定的體積;在容器中能夠形成一定的自由表面;不可壓縮性 氣體;沒(méi)有固定容積;總是充滿所占容器的空間;可壓縮性二 連續(xù)介質(zhì)的模型 連續(xù)介質(zhì)的概念 所謂連續(xù)介質(zhì)即是將實(shí)際流體看成是

2、一種假想的,由無(wú)限多流體質(zhì)點(diǎn)所組成的稠密而無(wú)間隙的連續(xù)介質(zhì).而且這種連續(xù)介質(zhì)仍然具有流體的一切基本力學(xué)性質(zhì). 連續(xù)介質(zhì)模型意義 所謂流體介質(zhì)的連續(xù)性,不僅是指物質(zhì)的連續(xù)不間斷,也指一些物理性質(zhì)的連續(xù)不間斷性.即反映宏觀流體的密度,流速,壓力等物理量也必定是空間坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)(可用連續(xù)函數(shù)解決流體力學(xué)問(wèn)題)第二節(jié) 流體的性質(zhì)一 密度-表征流體質(zhì)量性質(zhì) 密度定義:單位體積內(nèi)所具有的流體質(zhì)量 對(duì)于均質(zhì)流體：= m / v 式中 流體的密度（/m3） m流體的質(zhì)量（） v流體的體積（m3） 對(duì)于非均質(zhì)流體：=比體積（比容）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量流體所具有的體積（熱力學(xué)和氣體動(dòng)力學(xué)概念 ） 對(duì)于均質(zhì)流體：v = V

3、 / m = 1/（m3/）3液體的密度在一般情況下，可視為不隨溫度或壓強(qiáng)而變化；但氣體的密度則隨溫度和壓強(qiáng)可發(fā)生很大的變化.二 流體的壓縮性和膨脹性 壓縮性 定義:當(dāng)溫度不變時(shí),隨作用在流體上的壓力增大被所產(chǎn)生的流體體積減小,稱為流體的壓縮性. 壓縮性的大小表示 流體壓縮系數(shù) T 等溫壓縮率 當(dāng)溫度不變時(shí),由壓強(qiáng)變化所引起的流體體積的相對(duì)變化量。即 式中 KT 體積壓縮系數(shù)(Pa-1) V壓縮前后流體體積改變量(m3) V流體原有體積(m3) P壓強(qiáng)的變化量(Pa) 體積彈性系數(shù)(彈性模量) E -單位形變所需壓力 （Pa）一般情況下,液體可看作不可壓縮流體.只有當(dāng)水擊現(xiàn)象發(fā)生時(shí)需考慮液體的

4、可壓縮性.一般情況下,氣體是可壓縮流體,但當(dāng)氣體溫度、壓力不大,流速不高時(shí),同樣可看作不可壓縮流體. 膨脹性 定義:當(dāng)壓力不變時(shí),流體因溫度升高而產(chǎn)生的體積增大,被成為流體的膨脹性 膨脹性大小表示體膨脹系數(shù) 含義:表示壓強(qiáng)不變時(shí),流體溫度每變化1引起的體積變化量.即 (1/)正常情況下,不考慮液體的膨脹性,考慮氣體的膨脹性. 總之,液體在一般情況下的壓縮性、膨脹性很小可略去不記,其密度可看作是常數(shù)不可壓縮流體反之,若流體的壓縮性、膨脹性很大,其密度不為常數(shù)可壓縮流體三 粘性 粘性的概念:運(yùn)動(dòng)著的流體如果各流體層的速度不同,在相鄰的兩個(gè)流層之間的接觸面上將形成一對(duì)阻礙兩流層相對(duì)運(yùn)動(dòng)的等值而反向的

5、摩擦力內(nèi)摩擦力.流體的這一性質(zhì)稱為粘性,或粘滯性. 粘性的大小表示動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度 動(dòng)力粘度 牛頓內(nèi)摩擦定律:流體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力與流層接觸面積以及沿接觸面法線方向的速度梯度成正比.與流體的物理性質(zhì)有關(guān),而與接觸面上的壓力無(wú)關(guān).即 F = S dv/dy式中 F流層之間的內(nèi)摩擦力(N) dv/dy-流體沿法線方向的速度梯度(s-) S流層之間的接觸面積() 動(dòng)力粘度(PaS)單位面積上的內(nèi)摩擦力(切應(yīng)力)為 = F/s=dv/dy 運(yùn)動(dòng)粘度 通常用動(dòng)力粘度與密度的比值來(lái)表示粘性-運(yùn)動(dòng)粘度 =/ (/s) 流體粘度的數(shù)值與溫度和壓力有關(guān),但普遍壓力對(duì)粘度影響極微,可認(rèn)為流體粘度只隨溫度變化

6、.理想流體 牛頓流體:遵循牛頓內(nèi)摩擦定律 非牛頓流體:不遵循牛頓內(nèi)摩擦定律理想流體:不考慮粘性四 表面張力 表面張力現(xiàn)象 概念:液體自由表面有明顯的欲成球形的收縮趨勢(shì),引起這種收縮趨勢(shì)的力稱為表面張力 來(lái)源:表面張力是由分子內(nèi)聚力引起的,使液體表面看起來(lái)象是一張均勻受力的彈性膜 表面張力大小的描述 (表面張力系數(shù)) -單位長(zhǎng)度上所受的表面力(N/m) 幾種常見(jiàn)液體的(20 與空氣接觸)液體名稱酒精苯煤油潤(rùn)滑油原油水水銀（10-3N/m）22.328.927363072.8465潤(rùn)濕現(xiàn)象 流體和固體相接觸時(shí),有些液體能潤(rùn)濕固體,有些液體不能潤(rùn)濕固體 90opa； C. p0pa； D. 無(wú)法判斷

7、。問(wèn)題2：如圖所示的密封容器，當(dāng)已知測(cè)壓管高出液面h=1.5m，求液面相對(duì)壓強(qiáng)p0，用水柱高表示。容器盛的液體是汽油。（ =7.35kN/m3） A. 1.5m； B. 1.125m； C. 2m； D. 11.5m。 作業(yè):ABC3m3m圖一Pa1.已知當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?8.1kPa，求圖一中A、B、C各點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)值。設(shè)容器內(nèi)液體為水，A處空間封閉氣體。 Hh2圖二h1h3h4水空氣2 如圖二為一用復(fù)式水銀壓差計(jì)測(cè)量壓強(qiáng)的示意圖。若測(cè)得H=4m，h1=1m，h2=1.3m，h3=0.9m，h4=1.1m，求容器液面上的表壓強(qiáng)。第三章 流體動(dòng)力學(xué) 流體動(dòng)力學(xué)的任務(wù)就是研究流體在外力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,它包含流體運(yùn)動(dòng)學(xué)的內(nèi)容. 流體運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究流體運(yùn)動(dòng)的方式和速度,加速度,位移,轉(zhuǎn)角等運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨空間和時(shí)間的變化規(guī)律. 流體動(dòng)力學(xué)是研究流體運(yùn)動(dòng)的原因,即研究流體運(yùn)動(dòng)參量與力和動(dòng)量之間的關(guān)系. 流體