工程流体力学：第2讲（第1章-1）流体的定义

1、流体的定义流体的定义流体与固体的区别流体与固体的区别固态固态、液态和气态、液态和气态能够流动的物质称为能够流动的物质称为流体，流体，包括包括液体和气体液体和气体。流动性是流体。流动性是流体的主要特征。的主要特征。有无固定的有无固定的体积？体积？能否形成能否形成自由表面？自由表面？是否容易是否容易被压缩？被压缩？流体流体气体气体无无否否易易液体液体有有能能不易不易呈现流动性？呈现流动性？ 流体流体固体固体2GnGG流体的定义流体的定义 流体是一种受任何微小的剪切力作用时，都会产生连续流体是一种受任何微小的剪切力作用时，都会产生连续变形的物质。变形的物质。 流动性是流体的主要特征。流动性是流体的主

2、要特征。压应力（压强）压应力（压强）nFpA剪切应力剪切应力FAyxzFnFF思考题思考题1、流体不能够承受剪切力？、流体不能够承受剪切力？答案：错误。静止流体不能够承受剪切力，答案：错误。静止流体不能够承受剪切力，在运动状态下在运动状态下可以抵抗剪切变形。可以抵抗剪切变形。2、运动运动流体变形的大小取决于剪切力的大小？流体变形的大小取决于剪切力的大小？答案：错误。答案：错误。作用在流体上的剪切力不论多么微小，只要作用在流体上的剪切力不论多么微小，只要有足够的时间，便能产生任意大的变形。有足够的时间，便能产生任意大的变形。变形的的速率则变形的的速率则取决于剪切力的大小。取决于剪切力的大小。1、

3、流体的密度、流体的密度单位体积流体所具有的质量。单位体积流体所具有的质量。密度表征物体惯性的物理量。密度表征物体惯性的物理量。dMdV单位：单位：kg/mkg/m3 3 MV常见流体的密度：常见流体的密度： 水水1000 kg/m1000 kg/m3 3 空气空气1.2 kg/m1.2 kg/m3 3 水银水银13600kg/m13600kg/m3 3均匀流体：均匀流体：一、流体的惯性一、流体的惯性2、流体的比容、流体的比容单位质量的流体所占有的体积，流体密度的倒数。单位质量的流体所占有的体积，流体密度的倒数。1v单位：单位： m3/kg3、混合气体的密度、混合气体的密度混合气体的密度按各组分

4、气体所占体积百分数计算。混合气体的密度按各组分气体所占体积百分数计算。式中：式中： 1 1， 2 2， n n 各组分气体的密度各组分气体的密度 a a1 1， a a2 2， a an n各组分气体所占的体积百分数。各组分气体所占的体积百分数。1 1221.nnniiiaaaa一、流体的惯性（续）一、流体的惯性（续）二、流体的压缩性二、流体的压缩性流体体积随着压力（压强）的变化而变化的性质。流体体积随着压力（压强）的变化而变化的性质。1.压缩系数压缩系数2d/(/)dV VkmNp 2.体积模量体积模量 2d1(/)dVpKN mkV 温度一定时温度一定时, ,单位压力变化所引起的体积相对变

5、化单位压力变化所引起的体积相对变化量量VV-Vpp+p1、流体的膨胀性、流体的膨胀性流体体积随着温度的变化而变化的性质。流体体积随着温度的变化而变化的性质。2、膨胀系数：、膨胀系数：d/(1/)dVV VaKT压力一定时压力一定时, ,单位温度增加所引起的体积相对变化单位温度增加所引起的体积相对变化量量三、流体的膨胀性三、流体的膨胀性VV+VTT+T四、可压缩性流体和不可压缩性流体四、可压缩性流体和不可压缩性流体 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 常数常数 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 常数常数 注：通常情况下，液体为不可压缩

6、流体，气体为可压缩流体。注：通常情况下，液体为不可压缩流体，气体为可压缩流体。特特 例例水击现象水击现象, ,液压冲击液压冲击, ,水中爆炸波的传播等问题。水中爆炸波的传播等问题。 在低温在低温, ,低压低压, ,低速条件下低速条件下, ,隧道施工隧道施工, ,运营通风运营通风, ,气体输送气体输送, ,烟道流动等问烟道流动等问题。题。- - 液体为可压缩流体液体为可压缩流体- - 气体为不可压缩流体气体为不可压缩流体总结总结1 1、流体的定义：、流体的定义：流体是一种受任何微小的剪切力作用时，流体是一种受任何微小的剪切力作用时，都会产生连续变形的物质。都会产生连续变形的物质。2 2、连续介质假设：连续介质假设：把流体视为由无数连续分布的流体质把流体视为由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。点组成的连续介质。2d/(/)dV VkmNp 3 3、压缩系数：压缩系数：4、膨