工程流體力學(xué)：第2講（第1章-1）流體的定義

1、流體的定義流體的定義流體與固體的區(qū)別流體與固體的區(qū)別固態(tài)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)能夠流動(dòng)的物質(zhì)稱為能夠流動(dòng)的物質(zhì)稱為流體，流體，包括包括液體和氣體液體和氣體。流動(dòng)性是流體。流動(dòng)性是流體的主要特征。的主要特征。有無固定的有無固定的體積？體積？能否形成能否形成自由表面？自由表面？是否容易是否容易被壓縮？被壓縮？流體流體氣體氣體無無否否易易液體液體有有能能不易不易呈現(xiàn)流動(dòng)性？呈現(xiàn)流動(dòng)性？ 流體流體固體固體2GnGG流體的定義流體的定義 流體是一種受任何微小的剪切力作用時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生連續(xù)流體是一種受任何微小的剪切力作用時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生連續(xù)變形的物質(zhì)。變形的物質(zhì)。 流動(dòng)性是流體的主要特征。流動(dòng)性是流體的主

2、要特征。壓應(yīng)力（壓強(qiáng)）壓應(yīng)力（壓強(qiáng)）nFpA剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力FAyxzFnFF思考題思考題1、流體不能夠承受剪切力？、流體不能夠承受剪切力？答案：錯(cuò)誤。靜止流體不能夠承受剪切力，答案：錯(cuò)誤。靜止流體不能夠承受剪切力，在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下可以抵抗剪切變形?？梢缘挚辜羟凶冃?。2、運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)流體變形的大小取決于剪切力的大??？流體變形的大小取決于剪切力的大??？答案：錯(cuò)誤。答案：錯(cuò)誤。作用在流體上的剪切力不論多么微小，只要作用在流體上的剪切力不論多么微小，只要有足夠的時(shí)間，便能產(chǎn)生任意大的變形。有足夠的時(shí)間，便能產(chǎn)生任意大的變形。變形的的速率則變形的的速率則取決于剪切力的大小。取決于剪切力的大小。1、

3、流體的密度、流體的密度單位體積流體所具有的質(zhì)量。單位體積流體所具有的質(zhì)量。密度表征物體慣性的物理量。密度表征物體慣性的物理量。dMdV單位：?jiǎn)挝唬簁g/mkg/m3 3 MV常見流體的密度：常見流體的密度： 水水1000 kg/m1000 kg/m3 3 空氣空氣1.2 kg/m1.2 kg/m3 3 水銀水銀13600kg/m13600kg/m3 3均勻流體：均勻流體：一、流體的慣性一、流體的慣性2、流體的比容、流體的比容單位質(zhì)量的流體所占有的體積，流體密度的倒數(shù)。單位質(zhì)量的流體所占有的體積，流體密度的倒數(shù)。1v單位：?jiǎn)挝唬?m3/kg3、混合氣體的密度、混合氣體的密度混合氣體的密度按各組分

4、氣體所占體積百分?jǐn)?shù)計(jì)算?；旌蠚怏w的密度按各組分氣體所占體積百分?jǐn)?shù)計(jì)算。式中：式中： 1 1， 2 2， n n 各組分氣體的密度各組分氣體的密度 a a1 1， a a2 2， a an n各組分氣體所占的體積百分?jǐn)?shù)。各組分氣體所占的體積百分?jǐn)?shù)。1 1221.nnniiiaaaa一、流體的慣性（續(xù)）一、流體的慣性（續(xù)）二、流體的壓縮性二、流體的壓縮性流體體積隨著壓力（壓強(qiáng)）的變化而變化的性質(zhì)。流體體積隨著壓力（壓強(qiáng)）的變化而變化的性質(zhì)。1.壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)2d/(/)dV VkmNp 2.體積模量體積模量 2d1(/)dVpKN mkV 溫度一定時(shí)溫度一定時(shí), ,單位壓力變化所引起的體積相對(duì)變

5、化單位壓力變化所引起的體積相對(duì)變化量量VV-Vpp+p1、流體的膨脹性、流體的膨脹性流體體積隨著溫度的變化而變化的性質(zhì)。流體體積隨著溫度的變化而變化的性質(zhì)。2、膨脹系數(shù)：、膨脹系數(shù)：d/(1/)dVV VaKT壓力一定時(shí)壓力一定時(shí), ,單位溫度增加所引起的體積相對(duì)變化單位溫度增加所引起的體積相對(duì)變化量量三、流體的膨脹性三、流體的膨脹性VV+VTT+T四、可壓縮性流體和不可壓縮性流體四、可壓縮性流體和不可壓縮性流體 可壓縮流體：考慮可壓縮性的流體可壓縮流體：考慮可壓縮性的流體 常數(shù)常數(shù) 不可壓縮流體：不考慮可壓縮性的流體不可壓縮流體：不考慮可壓縮性的流體 常數(shù)常數(shù) 注：通常情況下，液體為不可壓縮

6、流體，氣體為可壓縮流體。注：通常情況下，液體為不可壓縮流體，氣體為可壓縮流體。特特 例例水擊現(xiàn)象水擊現(xiàn)象, ,液壓沖擊液壓沖擊, ,水中爆炸波的傳播等問題。水中爆炸波的傳播等問題。 在低溫在低溫, ,低壓低壓, ,低速條件下低速條件下, ,隧道施工隧道施工, ,運(yùn)營(yíng)通風(fēng)運(yùn)營(yíng)通風(fēng), ,氣體輸送氣體輸送, ,煙道流動(dòng)等問煙道流動(dòng)等問題。題。- - 液體為可壓縮流體液體為可壓縮流體- - 氣體為不可壓縮流體氣體為不可壓縮流體總結(jié)總結(jié)1 1、流體的定義：、流體的定義：流體是一種受任何微小的剪切力作用時(shí)，流體是一種受任何微小的剪切力作用時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生連續(xù)變形的物質(zhì)。都會(huì)產(chǎn)生連續(xù)變形的物質(zhì)。2 2、連續(xù)介質(zhì)假設(shè)：連續(xù)介質(zhì)假設(shè)：把流體視為由無數(shù)連續(xù)分布的流體質(zhì)把流體視為由無數(shù)連續(xù)分布的流體質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)介質(zhì)。點(diǎn)組成的連續(xù)介質(zhì)。2d/(/)dV VkmNp 3 3、壓縮系數(shù)：壓縮系數(shù)：4、膨