第1章 流体的物理性质.ppt

1、第1章 流体的物理性质（ Physical Properties of Fluid ）,目的： 流体的物理性质是决定流体运动规律的内 因。 内容： 连续介质假设 流体的流动性、粘性、可压缩性等物理性质 作用在流体上的力。,流体质点：含有大量分子而体积 足够小的流体团。是能给出流体稳定平均值的最小体积单位。,1.2 流体的连续介质假设,连续介质假设的涵义：空间任意点上的物理量就是指位于该点的流体质点的物理量，而且是连续可微函数。,连续介质假设：流体是由连续分布的流体质点 所组成。,流体密度：,物理上小体积 数学上：几何点,密度(density) ： ( ) in the SI system 比容

2、 (specific volume)： 重度（specific weight）： （ ） 比重（specific gravity）：,1.3 流体的物理性质,1.3.1 流动性 (fluidity), 流动性、粘性、可压缩性、扩散性和热传导性。,流体在任意小的剪切力作用下，将发生连续不断地变形，剪切力消失，变形停止。,1. 牛顿内摩擦定律Newtons 实验： 发现粘俯现象（内摩擦力）； 发现内摩擦（剪应）力和变形速率呈线性,1.3.2 粘性(viscosity),运动粘性系数（m2/s）。,（常温常压下）,1.3.2 粘性(viscosity),3. 牛顿流体和非牛顿流体 牛顿流体: 的流体

3、。剪应力和变形速率满足线性关系。 非牛顿流体： 的流体。剪切应力和变形速率不满足线性关系。,2. 理想流体与粘性流体 理想流体： 的流体（无粘性流体） 粘性流体： 的流体（真实流体）,不可压缩流体： 液体和低速流动的气体（70ms）可作为不可压缩流体处理。但水中爆炸、击水或研究水声的传播等问题中，必须考虑液体的压缩性。,压缩性： 流体的密度或容积随压力或温度变化的性质。流体都是可压缩的。,1.3.3 压缩性（compressibility）,(bulk modulus),其中 ， 。 声速（speed of sound）: (isentropic),完全气体(Perfect or Ideal

4、Gas): (the equation of state) 正压流体: （isothermal process) (isentropic process),1.3.3压缩性（compressibility）,1.4 流体的界面现象和性质,1. 互不掺混流体界面上存在表面张力 （surface tension） 2. 流体与固壁界面表面张力 毛细现象：气、液、固三种界面之间的浸润作用。 3. 流-固界面上速度的连续性 粘性流体：界面上流体速度和固体运动速度相等。 （无滑移条件） 理想流体：界面上允许流体切向滑移，但不能穿透，即界面上流-固速度的法向投影相等 （不可穿透条件）,1.5 作用在流体上的力,1. 质量力（体积力）：透过物质传递的力。 分离体内任取一微元体积 ，其质量,2. 表面力：外界通过接触传递的力，用应力来表示。,表面力的合力:,压力是唯一的表面力，指向作用面的内法线方向； 压力只是位置和时间的函数，与作用面的方位无关。,The pressure at a point in a fluid at rest, or in motion, is independent of direction as long as there are no shear