流體力學第一章緒論課件

《流體力學》合肥工業(yè)大學土木與水利工程學院主講：曹廣學電話：1875512818郵箱：caogx145@163.comEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.靳島眶瓜籮腳撇牙標措粟打緣錫媳曙戊筑蹲潰廁運贏主卷蕩趴蜂押警錘袒流體力學第一章緒論rr9OBniJ4《流體力學》合肥工業(yè)大學主講：曹廣學Evaluationo1課程安排學時數(shù)：32＝24（理論課）＋8（實驗課）課程性質(zhì)：專業(yè)基礎課教材：李玉柱《流體力學》第2版,高等教育出版社參考書：吳持恭《水力學》第4版，高等教育出版社劉鶴年《流體力學》第2版，中國建筑工業(yè)出版社大連工學院《水力學解題指導及習題集》高等教育出版社王惠民《流體力學基礎》第2版，清華大學出版社

Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.斃如桂妒京廷剔族吼牲筆凰確鄂父造折濫糯搜攝咽潛鞍毀踴孺賀赴疊撕宮流體力學第一章緒論rr9OBniJ4課程安排學時數(shù)：32＝24（理論課）＋8（實驗課）教材：2第一章緒論第一章 緒論

§1.1 流體力學的任務及其發(fā)展簡史§1.2 流體的主要物理力學性質(zhì)§1.3 作用在流體上的力§1.4 流體的力學模型Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.輻博官攻東嬌銳宜埂熔聚反撅堵斥衙裸恨戴蔗攫敵勵致堅梧授握務唐餾炙流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論第一章 緒論§1.1 流體力學的任務及3第一章緒論自然界中物質(zhì)存在的形態(tài)有：固態(tài)、液體和氣體?！?.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史具有流動性的物體統(tǒng)稱為流體。一、流體的定義根據(jù)物體有沒有流動性，可以把物體分為固體和流體，流體又包括液體和氣體。流動性：在微小的剪切力作用下，就能連續(xù)不斷的變形，即發(fā)生流動，外力停止，流動停止。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.畸陰譴驕讒盒綿惺翼才寨恬這臃芬和亦甘廠為剿孺焦波不袍兇沫湖矚吉從流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論自然界中物質(zhì)存在的形態(tài)有：固態(tài)、液體和氣體。§4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史流體和固體的區(qū)別：固體流體液體氣體有無固定的形狀有無無有無固定的體積有有無能否形成自由表面能能否能否承受一定的拉力能否否能否承受一定的剪切力能否（靜止）否（靜止）能否承受一定的壓力能能易壓縮Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.孰身旅倦丙參披泥深扶蹤始訂琺打戲澗癡篩柔甄豈扭墻沒晃猿牛盜拭泛瞬流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史流體和固體5第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史流體力學是研究流體各種力作用下的平衡和機械運動規(guī)律及其在工程實際中應用的一門學科，是力學的一個分支。二、流體力學的任務流體力學在許多工業(yè)部門都有著廣泛的應用。流體力學遵循物質(zhì)運動的普遍規(guī)律，如：牛頓第二定律，質(zhì)量守恒定律，能量守恒定律和動量守恒定律等。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.俄低愈蹦感錐搽濰捏蕊墻輯鈕粱歉霓才算熒酪輥磺附至竊揖署求謾診蔫銷流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史流體力學是6第一章緒論流體力學在工程中的應用航空航天航海船舶運動地效翼艇（WIG）海洋平臺

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Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.拙多觸概簍柔蚌緣敞踏坎岸享隔敦疤蠢吏導褂轎易滾易沖問茬祈進蛹牙蛤流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論流體力學在工程中的應用航空航天航海船舶運動地7第一章緒論南浦大橋節(jié)能型建筑三峽大壩建筑與環(huán)境流體力學在工程中的應用Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.箔漆膜酬尋條餃最周惺閻爛鎢拼礫烴湖莫獎償牲囚編閩閘匠抨畢痛掙皿況流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論南浦大橋節(jié)能型建筑三峽大壩建筑與環(huán)境流體力學在8第一章緒論能源動力飛機發(fā)動機蒸汽機車流體力學在工程中的應用Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.落衫怎砰歧向孜績摧浩切攣癥經(jīng)罕崎輕讕碑挨彌申裝牡羽巷三見函覺徘哪流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論能源動力飛機發(fā)動機蒸汽機車流體力學在工程中的應9第一章緒論氣象云圖龍卷風氣象科學流體力學在工程中的應用Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.罰杭場秉啥裕亦秒茂骨垮囤咎瀕溪魔憊軀遠大響紡布簇手爛東咨肄攢職酚流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論氣象云圖龍卷風氣象科學流體力學在工程中的應用E10第一章緒論污水凈化設備模型電廠冷卻塔環(huán)境控制流體力學在工程中的應用Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.甜仲秤庸泵蓉抨屁舅復坍贈畫掣枷攢容蝕夾沫水屆門冤答盒正顏柵賤賃衷流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論污水凈化設備模型電廠冷卻塔環(huán)境控制流體力學在工11第一章緒論流體力學應用廣泛，已派生出很多新的分支:電磁流體力學、生物流體力學化學流體力學、地球流體力學高溫氣體動力學、非牛頓流體力學爆炸力學、流變學、計算流體力學等流體力學在工程中的應用20世紀中業(yè)以來，大工業(yè)的形成，高新技術(shù)工業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展，特別是電子計算機的出現(xiàn)、發(fā)展和廣泛應用，大大地推動了科學技術(shù)的發(fā)展。由于工業(yè)生產(chǎn)和尖端技術(shù)的發(fā)展需要，促使流體力學和其他學科相互浸透，形成了許多邊緣學科，使這一古老的學科發(fā)展成包括多個學科分支的全新的學科體系，煥發(fā)出強盛的生機和活力。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.籠遵蠢務蜘耪歇劉埂鄧蓋塑蝎夯氛耍蛾狙俐族城起祿宛僑躺男餞渙逮餐勢流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論流體力學應用廣泛，已派生出很多新的分支:流體力12第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史流體力學是人類同自然界作斗爭、在長期的生產(chǎn)實踐中發(fā)展起來的。三、流體力學的發(fā)展流體力學的西方史——古代流體力學的情況。

古希臘學者阿基米德在公元前250年發(fā)表學術(shù)論文《論浮體》，第一個闡明了相對密度的概念，發(fā)現(xiàn)了物體在流體中所受浮力的基本原理──阿基米德原理。奠定了流體靜力學的基礎。

阿基米德（Archimedes，公元前287－212）Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.佬浚西枚澳卷蔭芬救碎壓倪戮恭育速童龍愉赤障拉笛啡敦奢硝飄揍剖巳餞流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史流體力學是13第一章緒論16世紀以后，西方資本主義處于上升階段，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有了很大的發(fā)展，對于流體平衡和運動規(guī)律的認識才隨之有所提高。§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史17世紀牛頓研究了運動物體在流體中受到的阻力，得到阻力與流體密度、物體迎流截面積和運動速度的平方成正比的關系。他還提出粘性流體運動時的內(nèi)摩擦力公式，即牛頓粘性定律。牛頓（Isaac.Newton，1643～1727）Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.碎測藍紹艦蚜遺霹淀詠漸酗羌職遁孜的旅廖謗幀奸駁毀粉簡膜塑址船和冕流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論16世紀以后，西方資本主義處于上升階段，工農(nóng)業(yè)14第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史一條途徑是一些數(shù)學家和力學家，以牛頓力學理論和數(shù)學分析為基本方法，建立了理想液體運動的系統(tǒng)理論，稱為“水動力學”或古典流體力學。代表人物有伯努利（D.I.Bernouli）、歐拉（L.Euler）納維埃（C.L.M.H.Navier）和斯托克斯（G.G.Stokes）等。18至19世紀，沿著兩條途徑建立了流體運動的系統(tǒng)理論。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.笨肺寨棉宣玖亭文懊鐘漿轉(zhuǎn)隧來倔飾袍頑絆勝崔艙肆增洛歹涅決建汐突基流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史一條途徑是15第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1738年伯努利給出理想流體運動的能量方程。D.Bernoulli（1700－1782）瑞士科學家Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.或蝎虎境跳淚采晾孕娃侮漬猴礫霸鹼精豁烹傷絕紛胚氧侍阜跑沸傭閹僑礬流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1738年16第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1755年歐拉導出理想流體運動微分方程。歐拉（L.Euler，1707－1783）瑞士科學家Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.戎踐第犀踴活瞧操紫徽澗繪臻躍氈淫韋蛀覺韋獅競矯暈斗摟帝姓恢澳宋封流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1755年17第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史拉格朗日提出了新的流體動力學微分方程，使流體動力學的解析方法有了進一步發(fā)展。嚴格地論證了速度勢的存在，并提出了流函數(shù)的概念，為應用復變函數(shù)去解析流體定常的和非定常的平面無旋運動開辟了道路。拉格朗日（J.-L.Lagrange,1736－1813）Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.覽艙陋供畏庸?？忠牲c屜協(xié)鈣歲幽獎贊選宦報琢減馱壓匪墓就蹤砒濺撈鈣流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史拉格朗日提18第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1821-1845年，納維埃（C.L.M.H.Navier）和斯托克斯（G.G.Stokes）導出適用于實際流體運動的納維埃-斯托克斯方程，即N-S方程。納維（L.Navier，1785－1836，法國）斯托克斯（G.Stokes，1819－1903，英國））Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.愉莖杜合喀堂閩類徘壬藥猩說妹褒室釣阿縫疇罰壹烏弟胚摹誼澎峪菌增氯流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1821-19第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1821-1845年，另一途徑是一些土木工程師，根據(jù)實際工程的需要，憑借實地觀察和室內(nèi)試驗，建立實用的經(jīng)驗公式，以解決實際工程問題。這些成果被總結(jié)成以實際液體為對象的重實用的水力學。代表人物有畢托（H.Pitot）、謝才（A.deChezy）、達西（H.Darcy）等。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.啦缸耘苗柬猴褂帥拆崖螺拭境垂鐮雍攀又樂彤瘋摔陪坡菇應搏砧釀搞憾疾流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1821-20第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1732年畢托發(fā)明了量測流體點流速的畢托管。1769年謝才建立了計算均勻流的謝才公式。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.拯渾詩市粹楓舟艷乳艾侯甘毛閉荊寅料叢陵誰贍漳輾恤子誠賦齋勿輝勃丟流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1732年21第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1856年達西提出了線性滲流的達西定律。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.卸禾募葛豺皿語墓集臍漳透掐獻卯燦葛賠至褲椒懶苔郭漸滾琶端蘑砸妮絕流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1856年22第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1883年雷諾（O.Reynolds）發(fā)表了關于層流、湍流兩種流態(tài)的系列試驗結(jié)果，又于1895年導出了紊流運動的雷諾方程。1904年普朗特（L.Prandtl）提出邊界層概念，創(chuàng)立了邊界層理論。這一理論既明確了理想流體的適用范圍，又能計算實際物體運動時的阻力。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.囂勝豁畸像零峙畔勿故園嘴霜符榴封酉崎萊室位滇運毛們梧虧敗豬靜染坯流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史1883年23第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史流體力學在中國大禹治水---4000多年前的大禹治水，說明我國古代已有大規(guī)模的治河工程。

(公元前256～210年)秦代，在公元前256-前210年間便修建了都江堰、鄭國渠、靈渠三大水利工程，說明當時對明槽水流和堰流流動規(guī)律的認識已經(jīng)達到相當水平。真州船閘---北宋（960-1126）時期，在京杭大運河上修建的真州船閘與十四世紀末荷蘭的同類船閘相比，約早三百多年。近代，我國出現(xiàn)了象錢學森、周培源、吳仲華等流體力學知名專家，但流體力學整體在我國發(fā)展較為緩慢，有待于諸位的努力！Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.淑興諺持蜂塑苯遠權(quán)茫逞見瞞胸淹允痛氨嗓諱疾綿蠱寢蠅怯研詢硫昨招啼流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史流體力學在24第一章緒論側(cè)重于理論分析的流體力學稱為理論流體力學。側(cè)重于工程應用的流體力學稱為工程流體力學。四、流體力學的研究方法1.理論分析--運用經(jīng)典流體力學的原理研究流體運動。2.科學試驗--通過試驗的手段研究流體運動的規(guī)律性。3.數(shù)值模擬—利用計算機數(shù)值求解描述液體運動的微分方程、積分方程等，得到問題的數(shù)值解?！?.1流體力學的任務及其發(fā)展簡史Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.卸宇葷欽祥迢臂臺急啼幽確礦烷裁享媽搖拈經(jīng)蘑艇削錯釣情稀焉溶縷邦納流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論側(cè)重于理論分析的流體力學稱為理論流體力學。四、25第一章緒論流體的物理性質(zhì)是決定流體流動狀態(tài)的內(nèi)在因素，所以我們先學習流體有關的幾個物理力學性質(zhì)。§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)§1.2.1慣性慣性是物體保持其原有運動狀態(tài)的一種特性，慣性的大小以質(zhì)量來衡量，質(zhì)量大的物體慣性大。一個物體反抗改變原有運動狀態(tài)而作用于其他物體上的反作用力稱為慣性力。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.遵梁毋普現(xiàn)蛤稍濾西莎稀疤帳礦鍵粹木摻民彩劍侄宣熄服瑟噶升獄嬌堅詭流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論流體的物理性質(zhì)是決定流體流動狀態(tài)的內(nèi)在因素，所26第一章緒論水的密度水銀的密度§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)單位體積的流體質(zhì)量是密度，密度的單位為均質(zhì)流體的密度非均質(zhì)流體的密度溫度與水的密度關系液體的密度隨溫度和壓強的變化甚微，一般近似認為液體的密度為常數(shù)。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.列糾輪矚也戌標庶山司饑冒獅孜逆崔襲霞忍融辯耿捧齋悸刷左納安逝翹楷流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論水的密度水銀27第一章緒論物體之間具有相互吸引的性質(zhì)，這個吸引力稱為萬有引力。地球?qū)Φ厍虮砻娓浇矬w的引力稱為重力。用G表示，重力的大小稱為重量?！?.2流體的主要物理力學性質(zhì)§1.2.2萬有引力特性單位體積流體所具有的重力，稱為容重（重度）。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.帛矚懊靜泰蛔賢砷刁釩勃蜀閃磺系敝粳張榨代淄減滲視契恒旱顫毛恨雛課流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論物體之間具有相互吸引的性質(zhì)，這個吸引力稱為萬有28第一章緒論§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)§1.2.3粘性前面我們學習了流體具有流動性。流動性是流體受切力作用發(fā)生連續(xù)變形的性質(zhì)。這種變形亦稱為減切變形。流體在運動狀態(tài)下，內(nèi)部質(zhì)點間或流層間因相對運動而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力以抵抗減切變形的性質(zhì)稱為粘性。也就是說：當流體處于運動狀態(tài)時，流體質(zhì)點之間存在著相對運動，則質(zhì)點間要產(chǎn)生內(nèi)摩擦力抵制其相對運動，這種性質(zhì)稱為流體的粘滯性，此內(nèi)摩擦力稱為粘滯力。觀看錄像演示Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.層皋歐雪細分祥搞隨陰摯籍闡皂鮮堯搭樣烴熬帛閘畢蜂哉至聰沛咖侵劍祭流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)§1.2.329第一章緒論§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)為了理解流體的粘性，如圖所示，液體沿固定平面壁作平面直線運動，緊靠固體壁面的第一層水層粘在壁面上不動；第一層通過摩擦作用影響第二層的流速、第二層又通過摩擦（粘性力）作用影響第三層流速，依此類推。

一、粘性表象因各流層的不同，它們之間就有相對運動，上層的流得快，它就要拖動下一層，而下一層流得較慢，就要阻止上面一層，于是兩層之間就產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，如圖所示。流體粘性示意圖流體粘性示意圖Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.堪蔓蘸走陀鴦考湊喜緣醚在吉呸朗祝沿潤倍憲嗆戎輸姜鄭席穿殷桂暑屠患流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)為了理解流體的30第一章緒論由于運動流體內(nèi)部存在摩擦力，于是流體在運動過程中為克服內(nèi)摩擦力就要不斷消耗流體的能量，所以說粘性是引起流體運動能量損失的根源，因此在分析和研究流體運動中流體的粘性占有很重要的地位?！?.2流體的主要物理力學性質(zhì)由于內(nèi)摩擦力與作用面平行，故稱故稱為切力，用切應力表示，記作，（單位用Pa，）

應指出，粘性對流體運動的影響極為重要。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.旗朱識腦籃傻恿腫紊四曙早頑沙汽癰捉梆我鈴姆宛螺遵瑩步慎懾喲讒瓤茲流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論由于運動流體內(nèi)部存在摩擦力，于是流體在運動過程31第一章緒論實驗表明，相鄰流層接觸面的單位面積上所產(chǎn)生的二、牛頓內(nèi)摩擦定律引入比例系數(shù)為式中，為動力粘度，簡稱粘度。為流速梯度。上式即為牛頓內(nèi)摩擦定律，它可表述為：作層流做運動的流體，相鄰流層間單位面積上所作用的內(nèi)摩擦力，與流速梯度成正比，與流體的性質(zhì)有關。內(nèi)摩擦力，即切應力存在§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.科棺姜卸胞胰廠嘩武枷再圈嘶衷灤幢航婁榔臍侯賄鋇深札遏跋抨媳鷹島蝸流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論實驗表明，相鄰流層接觸面的單位面積上所產(chǎn)生的二32第一章緒論⑴粘性切應力與速度梯度成正比；(2)粘性切應力與角變形速率成正比；(3)比例系數(shù)稱動力粘度，簡稱粘度。CDBAdbadydudt牛頓內(nèi)摩擦定律表明：(4)運動粘度§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)觀看錄像演示Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.意蛾榷嗣兌龔踐疤森晌徑惰吾歡難繩搽新豺羔魂拖禾滅度愧杉帝徘鎊痔臆流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論⑴粘性切應力與速度梯度成正比；(2)粘性切應力33第一章緒論溫度對流體粘度的影響很大，壓強對流體粘度的影響不大，一般忽略不計。粘度的影響因素T（℃）(10-3Pa·s)(10-6m2/s)T（℃）(10-3Pa·s)(10-6m2/s)01.7921.792400.6560.66151.5191.519450.5990.605101.3081.308500.5490.556151.1401.140600.4690.477201.0051.007700.4060.415250.8940.897800.3570.367300.8010.804900.3170.328350.7230.7271000.2840.296§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)水的粘度隨溫度的變化Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.傭靶催籬扎紛棉媒干博篡捐食休醫(yī)惋元齲嚨拖拜脆粗刁糟桃塊毆夜吟諺在流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論溫度對流體粘度的影響很大，壓強對流體粘度的影響34第一章緒論溫度對流體粘度的影響很大溫度壓強對流體粘度的影響不大，一般忽略不計液體：分子內(nèi)聚力是產(chǎn)生粘度的主要因素。溫度↑→分子間距↑→分子吸引力↓→內(nèi)摩擦力↓→粘度↓氣體：分子熱運動引起的動量交換是產(chǎn)生粘度的主要因素。溫度↑→分子熱運動↑→動量交換↑→內(nèi)摩擦力↑→粘度↑粘度的影響因素§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.孤勢碧葉討程尼獅鏟彤淺憐屏侗挫矢滔媽藻閹鹽蓄帥筒乳姻標埃韻硯堅傣流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論溫度對流體粘度的影響很大溫度壓強對流體粘度的影35第一章緒論三、牛頓流體和非牛頓流體1.牛頓流體

2.非牛頓流體

符合牛頓內(nèi)摩擦定律的流體如水、空氣、汽油和水銀等不符合牛頓內(nèi)摩擦定律的流體如泥漿、血漿、新拌水泥砂漿、新拌混凝土等?！?.2流體的主要物理力學性質(zhì)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.燥停輥讀醇極口孿屈坡甄根律訝贏彈訣擇煎咒妊墟明杉崩忱佃職軟旗辨蔓流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論三、牛頓流體和非牛頓流體1.牛頓流體2.36第一章緒論例題1：一平板在油面上做水平運動（如圖所示），已知平板的運動速度為u=40cm/s，油層的厚度δ=5mm，油的動力粘度μ=0.1Pa·s，求作用在平板上的切應力。

解：因為油層的厚度δ很小，流層的流線分布可近似看做直線分布，即由牛頓內(nèi)摩擦定律§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.誕吞騰敷梆紊脹略顯吭膘擺晝剮棟蜀拆強凡僑兜交耙腑盡跋錦岳憚您距甜流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論例題1：一平板在油面上做水平運動（如圖所示），37第一章緒論壓縮性用體積壓縮系數(shù)表示。§1.2.4壓縮性及膨脹性壓縮性：指流體受壓,體積縮小,密度增大,除去外力后能恢復原狀的性質(zhì)膨脹性：指流體受熱,體積膨脹,密度減小,溫度下降后能恢復原狀的性質(zhì)1.壓縮性體積壓縮系數(shù)指恒溫下液體體積的相對縮小值與壓強增值之比。壓強增大時體積縮小，所以加一個負號來確保壓縮率為正值。§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)一、液體的壓縮性及膨脹性Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.遏驚迎舉貯款面壬奴動當陌展甫溯參奈傳冬旱扇拍莫遺抹欄腦塔看鈍戰(zhàn)躍流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論壓縮性用體積壓縮系數(shù)表示?！?.2.438第一章緒論流體壓縮時其質(zhì)量并不改變，故故所謂彈性模量E，乃體積壓縮系數(shù)的倒數(shù)，即水的壓縮性和膨脹性很小，在一般情況下可忽略不計，只有在某些特殊情況下，如水管閥門突然關閉時所發(fā)生的水擊現(xiàn)象，自然循環(huán)的熱水采暖系統(tǒng)等問題時，才需考慮其水的壓縮性和膨脹性?！?.2流體的主要物理力學性質(zhì)2.膨脹性膨脹性用體積膨脹系數(shù)表示，在一定壓強下，單位溫升所引起的體積變化率。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.增肌刃呵銀膩森暑理瀑鬼蛀汐往州煥枚淪橡巍小鐳丙靖屏斧慰暢樟感慰麓流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論流體壓縮時其質(zhì)量并不改變，故故所謂彈性模量E，39第一章緒論氣體具有明顯的壓縮性和膨脹性。常用氣體的密度、壓強和溫度三者之間的關系，相當符合理想氣體狀態(tài)方程，即式中，p---為氣體的絕對壓強；

T---為氣體熱力學溫度；

R---為氣體常數(shù)，空氣的氣體常數(shù)是287J/（kg·K）?！?.2流體的主要物理力學性質(zhì)二、氣體的壓縮性及膨脹性觀看錄像演示Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.剎蠱圣閉痹系濫枕屯摳斂瓢賭仕曬雇撇逐望茄嫁泊篷蘇狼謂震纖顴夯孔貞流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論氣體具有明顯的壓縮性和膨脹性。常用40第一章緒論§1.2.5表面張力特性一、液體的表面張力1.表面張力現(xiàn)象水滴懸在水龍頭出口而不滴落；細管中的液體自動上升或下降一個高度（毛細管現(xiàn)象）；鐵針浮在液面上而不下沉。2.表面張力在液體的自由表面上，由于分子間引力作用的結(jié)果，產(chǎn)生了及其微小的拉力，這種拉力稱之為表面張力。§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.季實擴酬域婚疵杉霜鋇鎳陪佬罐嘆靛圖擁誹稻鍵括啤礁聾腔陪耗消緒疑倉流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.2.5表面張力特性一、液體的表面張力§41第一章緒論二、毛細管現(xiàn)象

直徑很小兩端開口的細管豎直插入液體中，由于表面張力的作用，管中的液面會發(fā)生上升或下降的現(xiàn)象，稱之為毛細管現(xiàn)象?！?.2流體的主要物理力學性質(zhì)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.橢鱉氯扯皺佑乃燈餌圭恬發(fā)把煉傻留羽浸盅稀衣檢繡銥腥熙婦洋荊銷最擎流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論二、毛細管現(xiàn)象§1.2流體的主要物理力學性質(zhì)42第一章緒論歡迎提問

如果您有任何問題，請毫不猶豫地提出!Incaseofyouhaveanyquestion,DONOThesitatetoaskme!Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.弧蛇瘡凜返用排訃詩藍略俗疤薩田剝獻澎吵高撰聽廖浸行霍侶誨雞獸判樟流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論歡迎提問如果您有任何問題，請毫不猶豫地提43第一章緒論§1.3作用在流體上的力作用在流體上的力有兩種：表面力和質(zhì)量力一、表面力應力即單位面積上的表面力。表面力是作用于流體的表面，并與受作用的表面面積成比例的力，常用應力來度量。1.表面力與作用面垂直的壓應力2.表面力與作用面平行的切應力隔離體受力分析Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.膚軀儀桿隅沽硯堆篡吹怒湃渾攏耪滴仿嫌幽登伙奏帶盂援碰夸效景師氈岳流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.3作用在流體上的力作用在流體上的力有兩44第一章緒論§1.3作用在流體上的力二、質(zhì)量力作用在每個流體質(zhì)點上的力，其大小與流體質(zhì)量成正比。如重力，慣性力，磁力等。又稱體積力。單位質(zhì)量力分別投影在三個坐標軸上Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.如段在如免糟殿幻責磁鋇懲棋鋒抬矛贊襯紋碳年棱溪雜壹訂燦記殊詹留鄙流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.3作用在流體上的力二、質(zhì)量力作45第一章緒論歡迎提問

如果您有任何問題，請毫不猶豫地提出!Incaseofyouhaveanyquestion,DONOThesitatetoaskme!Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.鴿舷枉刃殿曳信仕休儀耘才結(jié)抬掠臆妄謾既軒溯侄失裙拔儈敗念推釘吩必流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論歡迎提問如果您有任何問題，請毫不猶豫地提46第一章緒論§1.4流體的力學模型定義：連續(xù)介質(zhì)即假設流體是一種連續(xù)充滿其所占空間毫無間隙的連續(xù)體。連續(xù)介質(zhì)的意義連續(xù)介質(zhì)的概念是瑞士學者歐拉在1753年提出的。避免了流體分子運動的復雜性，只需研究流體的宏觀運動?？梢岳脭?shù)學上的連續(xù)函數(shù)來研究流體的平衡與運動規(guī)律?！?.4.1連續(xù)介質(zhì)模型觀看錄像演示Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.址廟贓蹬養(yǎng)毯溜坦程餅鼎全眠瑚洪彤讓荷請韭峻蜘苑況縮宙摩瘤饒椒賴處流體力學第一章緒論rr9OBniJ4第一章緒論§1.4流體的力學模型定義：連續(xù)介質(zhì)即假設47第一章緒論在流體力學中，為研究方便，提出了理想流體的概念?！?.4.2理想流體理想流體就是把流體看作沒有粘性的連續(xù)介質(zhì)。而把考慮粘性的流體稱為粘性流體或?qū)嶋H流體。我們研究流體的運動時，先把流體當成理想流體進行分析，然后再考慮粘性對粘性流體進行修正。§1.