第七章流体及其物理性质详解.ppt

第七章 流体及物理性质;指具有流动性且自身不能保持一定形状的物体，如气体和液体。;特征;; 微观上：流体分子距离的存在以及分子运动的随机性使得流体的各物理量在时间和空间上的分布都是不连续的。 宏观上：当所讨论问题的特征尺寸远大于流体的分子平均自由程时，可将流体视为在时间和空间连续分布的函数。 ;? 3、流体连续介质模型： 连续介质：质点连续地充满所占空间的流体或固体。 ??? 连续介质模型：把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质，且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函数的一种假设模型：u =u(t,x,y,z)。;第二节 流体的主要物理性质; 对于各点密度不同的非均质流体，在流体的空间中某点取包含该点的微小体积 ，该体积内流体的质量为 则该点的密度为 （二）流体的相对密度 流体的相对密度是指某种流体的密度与4℃时水的密度的比值，用符号d来表示。 式中： —流体的密度，kg/m3； —4℃时水的密度，kg/m3。 ;（一）、流体的压缩性（P74） 在一定的温度下，流体的体积随压强升高而缩小的性质称为流体的压缩性。流体压缩性的大小用体积压缩系数 来表示。 即当温度保持不变时，单位压强增量引起流体体积的相对缩小量， 式中 —流体的体积压缩系数，m2/N； —流体压强的增加量，Pa； —原有流体的体积，m3； —流体体积的增加量，m3。 ;（二）、流体的膨胀性 在一定的压强下，流体的体积随温度的升高而增大的性质称为流体的膨胀性。 流体膨胀性的大小用体积膨胀系数 来表示，它表示当压强不变时，升高一个单位温度所引起流体体积的相对增加 ??中 —流体的体积膨胀系数，1/℃，1/K； —流体温度的增加量，℃，K； —原有流体的体积，m3； —流体体积的增加量，m3。 ;三 流体的粘性和牛顿内摩擦定律 （一）、流体的粘性 粘性是流体抵抗剪切变形的一种属性。 静止流体不能承受剪切力，即在任何微小剪切力的持续作用下，流体要发生连续不断地变形。 不同的流体在相同的剪切力作用下其变形速度是不同的，它反映了抵抗剪切变形能力的差别，这种能力就是流体的粘性。 ;流体的粘性实验; （二）、牛顿内摩擦定律; 粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定,而不是由速度决定 。;（三）、影响粘性的因素 流体粘性随压强和温度的变化而变化。 在通常的压强下，压强对流体的粘性影响很小，可忽略不计。在高压下，流体(包括气体和液体)的粘性随压强升高而增大。 流体的粘性受温度的影响很大，而且液体和气体的粘性随温度的变化是不同的。液体的粘性随温度升高而减小，气体的粘性随温度升高而增大。;四 液体的表面张力和毛细现象 （一）、表面张力 当液体与其它流体或固体接触时，在分界面上都产生表面张力，出现一些特殊现象，例如空气中的雨滴呈球状，液体的自由表面好像一个被拉紧了的弹性薄膜等。 表面张力的形成主要取决于分界面液体分子间的吸引力，也称为内聚力。;表面张力σ的大小以作用在单位长度上的力表示，单位为N/m。;（二）、毛细现象 液体在细管中能上升或下降的现象称为毛细现象。; 一、质量力 质量力是指作用在流体