流体的物理性质

§1-2

流体的物理性质一、密度和比体积定义：流体单位体积所具有流体的质量。Kg/m3

对于均质流体：

对于非均质流体：重度N/m3（一）密度（二）比体积定义：单位质量的流体所占有的体积。m3/kg密度与比体积互为倒数关系，即（三）影响流体密度的因素1、流体的种类几种常见流体的密度名称蒸馏水汽油重油润滑油水银空气温度℃415-20151500密度Kg/m31000700-750900-950890-920136001.2932、温度和压力液体的密度随温度和压力变化很小。见表1-2、1-3气体的密度随温度和压力变化关系，遵循理想气体状态方程ρ1、p1、T1——气体状态变化前的密度、绝对压力、热力学温度；ρ2、p2、T2——气体状态变化后的密度、绝对压力、热力学温度；二、流体的膨胀性与压缩性压缩性：流体的体积随压力增加而缩小的性质。膨胀性：流体的体积随温度增加而增大的性质。液体压缩性的大小用压缩率性系数β来表示,它表示当温度不变时,单位压力增加引起流体体积的相对缩小量,单位为1/Pa。（一）液体的压缩性与膨胀性※压缩系数的倒数为体积弹性系数液体膨胀性的大小用膨胀系数α来表示,它表示当压力不变时,单位温度升高引起流体体积的相对增加量,单位为1/℃（1/k）。α↑>β↑注意：（1）高温高压下，给水和炉水的密度比常温常压下小。体积增加。（2）启停炉时，控制温度、压力变化率——控制热应力（3）启动前锅炉上水到最低可见水位（正常水位下100mm）不可压缩流体：当压力和温度变化时，体积变化不大，密度视为常数的流体。在一般情况下，液体可视为不可压缩流体；对气体而言，流速不高（小于70m/s）、温度变化不大的气流亦可可视为不可压缩流体。（二）气体的压缩性与膨胀性（三）可压缩流体和不可压缩流体热力发电厂中流体，当温度、压力变化较大时，如高温高压锅炉中的水、启动和停止时；研究管道中的水击问题，——可压缩流体。热力发电厂中气体，当气体流速不高（约<70m/s),温度、压力变化不大时，密度变化不大。——不可压缩流体。锅炉风、烟管道中，空气、烟气的流速大约在10-20m/s。热力发电厂中正常运行状态下的汽、水、油、风、烟等管道中的流体（除水击），都可看作不可压缩流体电厂中可压缩流体与不可压缩流体的区分黏性的定义：流体运动时，流体层与层之间产生内摩擦力的特性。流体内摩擦阻止流体变形。黏性是流体的固有属性，是产生流动阻力损失的根本原因。黏性产生的内因：（1）流层间分子的引力——液体主要影响因素（2）流层间分子的掺混，动量交换——气体主要影响因素三、

流体的黏性牛顿内摩擦定律FU引入比例系数μ，则得著名的牛顿内摩擦定律：实验表明，对于大多数流体，存在FUabcddya’b’c’d’udt(u+du)dtd

——速度梯度,表示与流速相垂的y方向上速度的变化率，s-1η——动力黏度，表示流体种类和温度影响的比例常数，Pa.s

T——流体的内摩擦力，N；A——流层间的接触面积，m2τ——切应力，N/m2黏性系数动力黏度η：SI单位为N·s/m2或pa·s。运动黏度ν：SI单位为m2/s。其计算式：＝η/

影响因素(流体种类，温度，压强)

流体的种类：主要影响因素。一般在相同条件下，液体的黏度大于气体的粘度。温度：主要影响因素。当温度升高时，液体的黏度减小，气体的粘度增大。压强：对常见流体，如水、气体等，影响不大，一般可忽略不计。(1)热交换器，黏度大，流动性差。(2)轴承中润滑油，温度低，黏度大，摩擦力大，油膜变厚或厚薄不均，不能形成连续、均匀的油膜，使机组振动加大；温度高，黏度小，油膜不能正常建立，烧毁轴承。（冷油器出口油温在45℃，不高于70℃。）(3)齿轮传动，齿轮间隙间油膜，齿轮传动，摩擦等。(4)锅炉点火，燃油的雾化质量。(5)黏性是流体能量损失的根源。(6)50OC,运动黏度的平均数值表示油品的牌号。20＃，ν＝18～22m2/s30＃,ν＝28～32m2/s.黏度与工程实际问题：牛顿流体和非牛顿流体1.牛顿