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-- -- 第一章 流体的定义: 流体是一种受任何微小的剪切力作用时，都会产生连续变形的物质。能够流动 的物体称为流体, 包括气体和液体。 流体的三个基本特征: 1、易流性： 流动性是流体的主要特征。 组成流体的各个微团之间的内聚力很小, 任何微小的剪切力都会使它产生变形， (发生连续的剪切变形) ——流动。 2、形状不定性: 流体没有固定的形状，取决于盛装它的容器的形状,只能被限定为 其所在容器的形状。 (液体有一定体积，且有自由表面。气体无固定体积 ,无自由表 面，更易于压缩) 3、绵续性: 流体能承受压力,但不能承受拉力,对切应力的抵抗较弱,只有在流体微团 发生相对运动时,才显示其剪切力。因此,流体没有静摩擦力。 三个基本特性： 1. 流体惯性 涉及物理量：密度、比容(单位质量流体的体积)、容重、相对密度 (与 4 摄氏度的蒸馏水比较) 2. 流体的压缩性与膨胀性 压缩性：流体体积随压力变化的特性成为流体的压缩性。用压缩系数衡量 K,表征温度不变情况下,单位压强变化所引起的流体的体积相对变化率。其倒数为弹性模 量 E，表征压缩单位体积的流体所需要做的功。 膨胀性:流体的体积随温度变化的特性成为膨胀性。体胀系数α来衡量,它表征压强不变 的情况下,单位温度变化所引起的流体体积的相对变化率。 3．流体的粘性 流体阻止自身发生剪切变形的一种特性，由流体分子的结构及分子间的相 互作用力所引起的,流体的固有属性。 恩氏粘度计测量粘度的一般方法和经验公式，见课本的24 页 牛顿内摩擦定律:当相邻两层流体发生相对运动时 ,各层流体之间因粘性而产生剪切力 , 且大小为:(省略)实验证明,剪切力的大小与速度梯度(流体运动速度垂直方向上单位长度速 度的变化率)以及流体自身的粘度(粘性大小衡量指标)有关。 温度升高时,液体的粘性降低,气体的粘性增加。 (原理,查课本 24~25 页) 三个力学模型 1 .连续介质模型:便于对宏观机械运动的分析，可以认为流体是由无穷多个连续分布 的流体微团组成的连续介质。这种流体微团虽小，但却包含着为数甚多的分子，并 具有一定的体积和质量， 一般将这种微团称为质点。 连续介质中,质点间没有空隙(但 物理结构上的分子之间是有的),质点本身的几何尺寸,相对于流体空间或流体中的固 体而言, 可忽略不计,并设质点均质地分布在连续介质之中。 2、不可压缩流体模型： 通常把液体视为不可压缩流体，把液体的密度视为常量。 通常把气体作为可压缩流体来处理,特别是在流速较高、压强变化较大的场合,它们的 体积的变化是不容忽视的，必须把它们的密度视为变量。但在低压，低速情况下 , 也可以认为气体是不可压缩的。 3、理想流体模型： 理想流体就是完全没有粘性的流体。 实际流体都具有粘性， 称为粘性流体。 第二章、流体静力学 流体平衡:一种是流体相对于地球没有运动,称为静止状态；另一种是容器有运动而流 体相对于容器静止， 称为相对平衡状态。 作用于流体上的力: 质量力：作用在每个流体质点上的力,大小与流体质量成正比。 -- x x x 表面力:作用在研究流体的流体表面上的力,大小与受力表面面积成正比。可分为沿表 面內法线的压强和沿表面切线的粘性力,但由于流体的绵续性， 除自由表面的表面张 力外,流体无内部静摩擦力。 流体静压强(流体处于静止或相对静止时，流体的压强(标量))特性： 1. 其作用方向总是沿着作用面的內法线方向。 2. 在静止流体中任意一点上的压强与作用方向无关,其均值相等。 3 .流体静力学基本方程： 欧拉平衡微分方程(自己查课本) f 01 f 0 意义: (1)欧拉平衡流体的质量力与表面力无论在哪个方向都平衡, 即质量力与该方向的表 面力合力应该相等相反。 (由推导过程看出来的) (2)平衡流体受哪个方向的质量分力， 则流体静压强必然沿此方向发生变化。 (方程式 看出来的) 4．压强微分方程式:dp (f dx f dy f dz) x y z 只有在有势的质量力下，流体才能平衡。 z z