流体力学 第01章 绪论.ppt

封页 内容提要 绪论 1-1流体力学与工程技术 幻影2000 波音747 太空站 三峡水利枢纽 分类 三 流体力学的研究方法 四、流体力学的展望 §1-2流体的连续介质模型 密度和重度 二、流体的粘性 剪应力 3 流体的粘性系数 4.粘性产生的原因 四、真实流体和理想流体 粘性系数 牛顿流体与非牛顿流体 真实流体和理想流体 流体的其他属性 流体的其他属性 二、流体的膨胀性 三、液体的汽化和空化 §１-4 作用于流体上的力 表面力 §１-5 流体静压特性 同上 二、静止流体中压力的变化规律 静止流体压力分布规律的几个特性 压力的单位及测量 常用的压力单位 例1.1 例1.2 例1.3 例1.3 若液体的压力小于大气压力，或温度升高 时，部分溶解与液体中的气体会形成气泡 若液体的压力小于汽化压力时，液体本 身会汽化形成局部孔穴的气泡。 这些局部气泡随流体运动，会产生破裂或 聚并，破裂的气泡会产生很大的动量冲量，若 这现象发生在物面附近，将对材料形成严重的 剥蚀作用。 1.质量力（体积力） 重力场，有Ｘ＝０,Ｙ＝０，Ｚ＝－ｇ 单位质量力: 其大小与流体质量（或体积）成正比的力， 称为质量力。例如重力、电磁力以及惯性力等 均属于质量力。 (1-10) 作用于Ｍ点处单位面积 上的法向力和切向力为: 2. 表面力 dA dF dFn dF? z y x (1-11) (1-12) 静止流体的压力沿作用面的内法线方向 特性一 一、流体静压特性 特性二 静止流体中任意一点的压力与作用面的方 向无关，只是该点的坐标函数。 静止液体中有一平板，平板的轴位于C点，平板绕C轴旋转，C点深度不变故不管平板转到什 么方位，在C点处的压力仍然保持不变。 不同点的压力不相等， 压力是空间坐标的连 续函数。即： p=p(x,y,z)。 对于静止流体中任意两 点A，B，若已知A点的 压力，则 这便是静止流体的基本方程式 pB = pA + ??h P0 z y x h A ?h h 0 B A点的压力为： pA = p0+?h （3）自由面上压力改变，若液体仍能保持静止，则液体内部任意一点的压力将发生相同的变化。 （2）压力随深度线性增加 （1）同一种流体中，深度相同的面为等压面。 水银 3 3 2 1 2 1 水 pa pa ?h h 俗称表压 P相 = P绝 – Pa (2) 相对压力P：以大气压ｐａ为基准计算计的压 力，其值即为绝对压力超过当地大气压的数值。 (1) 绝对压力：以绝对真空为基准计算的压力。 工程上压力的几种表示方法 (3) 真空压力 P真= Pa – P绝 P=0 (绝对真空) 绝 对 压 力 P P Pa (大气压) 表 压 P’ 真空 压力 (1-13) (1-14) 1）际单位制（SI）：N／m２ 或 Pa。 1 Pa ＝１N／m２ ３）大气压：标准大气压、工程大气压。 １标准大气压 Patm=1.013×105 Pa =760ｍｍ汞柱=10.33ｍ水柱 ２）液柱高：长度单位，如水银柱、水柱等。 １工程大气压 Pata=１kgf/cm2 =0.981×105Pa=0.968atm 例1.1 两平行平板间充满液体，平板移动速度0.25m/s，单位面积上所受的作用力2Pa(Ｎ／m２) 试确定平板间液体的粘性系数μ。 解： 牛顿内摩擦定律得: 0.5mm 0.25m/s Δy＝0.5mm。故 例1.2 滑块从斜面滑下，底面积为10mm?10mm,其 质量为30kg，其间底油膜厚度为0.01cm ,当滑块 底速度恒定为1m/s时, 试求油底粘性系数。 解： 由牛顿第二定理和牛 顿内摩擦定律有： mgsin?=?du/dy?A 得： ?＝1.471（N.s/m2） y x 30o 30kg 0.01cm * 主讲：贾宝贤 船舶流体力学 教材：流体力学.王家梅等主编.大连海事大学出版社 参考书： 船舶流体力学. 夏国泽 主编. 华中科技大学出版社 流体力学. 张亮、李云波编. 哈尔滨工程大学出版社 1. 绪论 2. 流体静力学 3. 流体运动学 4. 理想流体动力学 5. 旋涡理论 6. 势流理论 7. 波浪理论 8. 粘性流体动力学基础 9. 相似理论 10.粘性流体的一元流动-管道流体力学 11.边界层理论 12.机翼理论 一 流体力学与实际工程技术 二 连续介质假设 三 流体的性质 四 作用于流体上的力 第一章 绪 论 §１-１