工程流體力學章導論

工程流體力學章導論第1頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章導論流體概念——流體是液體與氣體的總稱——在任何微小剪應力作用下能夠發(fā)生連續(xù)變形的物質(zhì)流體力學——研究流體在外力作用下平衡和運動規(guī)律的科學——力學的一個分支，與剛體力學、彈性力學、材料力學并列為四大力學緒言第3頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月課程的性質(zhì)《流體力學》是一門橫跨各領域、各不同專業(yè)的重要基礎課。研究流體靜止（相對靜止）和運動的力學規(guī)律，并應用到實際工程領域中。建筑設備：建筑給排水、通風、采暖空調(diào)、電梯環(huán)境工程：大氣（擴散）、水（管道或明渠傳輸）……水利工程：防洪（三峽）和旱工程（南水北調(diào)）、農(nóng)田水利工程、水力發(fā)電工程、航道和港口工程、供水和排水工程（工農(nóng)業(yè)用水）、環(huán)境水利工程（防止土流失和水質(zhì)污染）等航空、航天、航海汽車冶金、發(fā)電（風力發(fā)電）熱能工程（傳熱與傳質(zhì)）等……第10頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學發(fā)展簡史Ⅰ、前30000年~前3000年以“水－火－風”的初步利用為特征：石器、陶具、風帆、水鐘、引水灌溉Ⅱ、前3000年~1678年以簡單流體機械為特征：水車、風車、風箱、火箭等Ⅲ、1678~1900年－－初步形成和發(fā)展時期，標志性成就：牛頓粘性定律、歐拉方程組、拉格朗日流函數(shù)、伯努利定理、亥姆霍茲渦定理、達西公式、N－S方程、雷諾方程、瑞利相似原理、羅蒙諾索夫質(zhì)量守恒定律、焦耳能量守恒定律第16頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月荷蘭用的最多第17頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月仰韶陶具第18頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月Ⅳ、1900~1950年－－體系完善與深入時期，標志性成就：儒可夫斯基繞流、卡門渦街、普朗特邊界層理論、尼古拉茲實驗、激波理論、湍流理論、

風洞、熱線流速儀流體力學發(fā)展簡史Ⅴ、1950年至今－－滲透與分支：計算流體力學、實驗流體力學、可壓縮氣體力學、稀薄氣體力學、磁流體力學、化學流體力學、非牛頓流體力學、多相流體力學、生物流體力學、天體物理流體力學、滲流力學激光干涉儀、測速儀第21頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的發(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。龍首渠（公元前156-前87）西漢武帝時期，為引洛水灌溉農(nóng)田，在黃土高原上修建了龍首渠，創(chuàng)造性地采用了井渠法，即用豎井溝通長十余里的穿山隧洞，有效地防止了黃土的塌方。第24頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月水利風力機械

在古代，以水為動力的簡單機械也有了長足的發(fā)展，例如用水輪提水，或通過簡單的機械傳動去碾米、磨面等。東漢杜詩任南陽太守時（公元37年）曾創(chuàng)造水排（水力鼓風機），利用水力，通過傳動機械，使皮制鼓風囊連續(xù)開合，將空氣送入冶金爐，較西歐約早了一千一百年。銅壺滴漏第25頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月真州船閘北宋（960-1126）時期，在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。潘季順

明朝的水利家潘季順（1521-1595）提出了“筑堤防溢，建壩減水，以堤束水，以水攻沙”和“借清刷黃”的治黃原則，并著有《兩河管見》、《兩河經(jīng)略》和《河防一攬》。流量

清朝雍正年間，何夢瑤在《算迪》一書中提出流量等于過水斷面面積乘以斷面平均流速的計算方法。

第26頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學在中國錢學森

錢學森（1911－）浙江省杭州市人，他在火箭、導彈、航天器的總體、動力、制導、氣動力、結構、材料、計算機、質(zhì)量控制和科技管理等領域的豐富知識，為中國火箭導彈和航天事業(yè)的創(chuàng)建與發(fā)展作出了杰出的貢獻。1957年獲中國科學院自然科學一等獎，1979年獲美國加州理工學院杰出校友獎，1985年獲國家科技進步獎特等獎。1989年獲小羅克維爾獎章和世界級科學與工程名人稱號，1991年被國務院、中央軍委授予“國家杰出貢獻科學家”榮譽稱號和一級英模獎章。第27頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學在中國周培源（1902－1993)。1902年8月28日出生，江蘇宜興人。理論學家、流體力學家主要從事物理學的基礎理論中難度最大的兩個方面即愛因斯坦廣義相對論引力論和流體力學中的湍流理論的研究與教學并取得出色成果。吳仲華（WuZhonghua）在1952年發(fā)表的《在軸流式、徑流式和混流式亞聲速和超聲速葉輪機械中的三元流普遍理論》和在1975年發(fā)表的《使用非正交曲線坐標的葉輪機械三元流動的基本方程及其解法》兩篇論文中所建立的葉輪機械三元流理論，至今仍是國內(nèi)外許多優(yōu)良葉輪機械設計計算的主要依據(jù)。第28頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月鄭白鄭國主持興修的大型灌溉渠它西引涇水東注洛水，長達300余里

第30頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月中國和世界最古老的人工運河之一。在中國廣西壯族自治區(qū)東北部興安縣境內(nèi)，又稱湘桂運河或興安陡河。開鑿于西元前214年(秦)。橫亙湘、桂邊境的南嶺山勢散亂，湘江、漓江上源在此相距很近。興安城附近分水嶺為一列土嶺，寬300～500公尺，相對高度20～30公尺，兩河水位相差不到6公尺。

第31頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月西漢武帝第32頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月建武七年（公元三十一年），杜詩創(chuàng)造了利用水力鼓風鑄鐵的機械水排，這個水排是中國古代的一項偉大的發(fā)明，是機械工程史上的一大發(fā)明，約早于歐洲一千多年。

第33頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史阿基米德（Archimedes，公元前287－212）歐美諸國歷史上有記載的最早從事流體力學現(xiàn)象研究的是古希臘學者阿基米德在公元前250年發(fā)表學術論文《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。

第35頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史列奧納德.達.芬奇(十幾個領域）（Leonardo.da.Vinci,1452－1519）著名物理學家和藝術家設計建造了一小型水渠，系統(tǒng)地研究了物體的沉浮、孔口出流、物體的運動阻力以及管道、明渠中水流等問題。

斯蒂文（S.Stevin,1548-1620）將用于研究固體平衡的凝結原理轉用到流體上。

伽利略（Galileo,1564-1642）在流體靜力學中應用了虛位移原理，并首先提出，運動物體的阻力隨著流體介質(zhì)密度的增大和速度的提高而增大。

托里析利（E.Torricelli,1608-1647）論證了孔口出流的基本規(guī)律。

第36頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史帕斯卡（B.Pascal,1623-1662）提出了密閉流體能傳遞壓強的原理--帕斯卡原理。牛頓是英國偉大的數(shù)學家、物理學家、天文學家和自然哲學家。1642年12月25日生于英格蘭林肯郡格蘭瑟姆附近的沃爾索普村，1727年3月20日在倫敦病逝。牛頓在科學上最卓越的貢獻是微積分和經(jīng)典力學的創(chuàng)建。牛頓的成就，恩格斯在《英國狀況十八世紀》中概括得最為完整："牛頓由于發(fā)明了萬有引力定律而創(chuàng)立了科學的天文學，由于進行了光的分解而創(chuàng)立了科學的光學，由于創(chuàng)立了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學的數(shù)學，由于認識了力的本性而創(chuàng)立了科學的力學"。

第37頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月伯努利（D.Bernoulli，1700－1782）瑞士科學家在1738年出版的名著《流體動力學》中，建立了流體位勢能、壓強勢能和動能之間的能量轉換關系──伯努利方程。在此歷史階段，諸學者的工作奠定了流體靜力學的基礎，促進了流體動力學的發(fā)展。

流體力學的西方史第38頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史

歐拉（L.Euler，1707－1783）是經(jīng)典流體力學的奠基人，1755年發(fā)表《流體運動的一般原理》，提出了流體的連續(xù)介質(zhì)模型，建立了連續(xù)性微分方程和理想流體的運動微分方程，給出了不可壓縮理想流體運動的一般解析方法。他提出了研究流體運動的兩種不同方法及速度勢的概念，并論證了速度勢應當滿足的運動條件和方程。第39頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史達朗伯（J.leR.d‘Alembert,1717－1783）1744年提出了達朗伯疑題（又稱達朗伯佯謬），即在理想流體中運動的物體既沒有升力也沒有阻力。從反面說明了理想流體假定的局限性。

拉格朗日（J.-L.Lagrange,1736－1813）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。第40頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史

弗勞德（W.Froude，1810-1879）對船舶阻力和搖擺的研究頗有貢獻，他提出了船模試驗的相似準則數(shù)--弗勞德數(shù)，建立了現(xiàn)代船模試驗技術的基礎。

亥姆霍茲（H.vonHelmholtz,1821-1894）和基爾霍夫（G.R.Kirchhoff,1824-1887）對旋渦運動和分離流動進行了大量的理論分析和實驗研究，提出了表征旋渦基本性質(zhì)的旋渦定理、帶射流的物體繞流阻力等學術成就。第41頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史納維（C.-L.-M.-H.Navier）首先提出了不可壓縮粘性流體的運動微分方程組。斯托克斯（G.G.Stokes）嚴格地導出了這些方程，并把流體質(zhì)點的運動分解為平動、轉動、均勻膨脹或壓縮及由剪切所引起的變形運動。后來引用時，便統(tǒng)稱該方程為納維-斯托克斯方程。納維（L.Navier，1785－1836，法國）斯托克斯（G.Stokes，1819－1903，英國））第42頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史謝才（A.deChézy法國

）在1755年便總結出明渠均勻流公式--謝才公式，一直沿用至今。雷諾（O.Reynolds，1842-1912）1883年用實驗證實了粘性流體的兩種流動狀態(tài)──層流和紊流的客觀存在，找到了實驗研究粘性流體流動規(guī)律的相似準則數(shù)──雷諾數(shù)，以及判別層流和紊流的臨界雷諾數(shù)，為流動阻力的研究奠定了基礎。第43頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史瑞利（L.J.W.Reyleigh，1842-1919英國）在相似原理的基礎上，提出了實驗研究的量綱分析法中的一種方法--瑞利法。庫塔（M.W.Kutta，1867－1944）1902年就曾提出過繞流物體上的升力理論，但沒有在通行的刊物上發(fā)表。儒科夫斯基（Н.Е.Жуковский,1847－1921）從1906年起，發(fā)表了《論依附渦流》等論文，找到了翼型升力和繞翼型的環(huán)流之間的關系，建立了二維升力理論的數(shù)學基礎。他還研究過螺旋槳的渦流理論以及低速翼型和螺旋槳槳葉剖面等。他的研究成果，對空氣動力學的理論和實驗研究都有重要貢獻，為近代高效能飛機設計奠定了基礎。第44頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史普朗特（L.Prandtl，1875－1953）建立了邊界層理論，解釋了阻力產(chǎn)生的機制。以后又針對航空技術和其他工程技術中出現(xiàn)的紊流邊界層，提出混合長度理論。1918-1919年間，論述了大展弦比的有限翼展機翼理論，對現(xiàn)代航空工業(yè)的發(fā)展作出了重要的貢獻。

卡門（T.vonKármán，1881-1963）在1911-1912年連續(xù)發(fā)表的論文中，提出了分析帶旋渦尾流及其所產(chǎn)生的阻力的理論，人們稱這種尾渦的排列為卡門渦街。在1930年的論文中，提出了計算紊流粗糙管阻力系數(shù)的理論公式。嗣后，在紊流邊界層理論、超聲速空氣動力學、火箭及噴氣技術等方面都有不少貢獻第45頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史布拉休斯（H.Blasius）在1913年發(fā)表的論文中，提出了計算紊流光滑管阻力系數(shù)的經(jīng)驗公式。伯金漢（E.Buckingham）在1914年發(fā)表的《在物理的相似系統(tǒng)中量綱方程應用的說明》論文中，提出了著名的π定理，進一步完善了量綱分析法。尼古拉茲（J.Nikuradze）在1933年發(fā)表的論文中，公布了他對砂粒粗糙管內(nèi)水流阻力系數(shù)的實測結果--尼古拉茲曲線，據(jù)此他還給紊流光滑管和紊流粗糙管的理論公式選定了應有的系數(shù)。第46頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學的西方史科勒布茹克（C.F.Colebrook）在1939年發(fā)表的論文中，提出了把紊流光滑管區(qū)和紊流粗糙管區(qū)聯(lián)系在一起的過渡區(qū)阻力系數(shù)計算公式。莫迪（L.F.Moody）在1944年發(fā)表的論文中，給出了他繪制的實用管道的當量糙粒阻力系數(shù)圖--莫迪圖。至此，有壓管流的水力計算已漸趨成熟。第47頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月EXITF-22流體力學在各領域中的應用第48頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第50頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月使重量超過3百噸，面積達半個足球場的大型民航客機，靠空氣的支托象鳥一樣飛行成為可能，創(chuàng)造了人類技術史上的奇跡。EXIT第51頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月利用超高速氣體動力學，物理化學流體力學和稀薄氣體力學的研究成果，人類制造出航天飛機，建立太空站，實現(xiàn)了人類登月的夢想。EXIT第52頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月排水量達50萬噸以上的超大型運輸船；EXIT第53頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月航速達45節(jié)，深潛達數(shù)百米的核動力潛艇；EXIT第54頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月地效翼艇時速達200公里的新型地效艇等，它們的設計都建立在水動力學，船舶流體力學的基礎之上。EXIT第55頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)展更快更安全更舒適的交通工具；EXIT第56頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月EXIT保時捷，最高車速達到330km/h，0至100km/h僅為3.9秒，F(xiàn)1賽車速度可達到400km/h以上第57頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月EXIT這輛史無前例的跑車裝備了一臺8.0升的W16發(fā)動機，擁有64氣門(每缸4氣門)和4個渦輪增壓器，最高速度可以超過400km/h，價格4300萬法國布加迪

第58頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學在工程中的應用能源動力發(fā)動機四沖程WindTurbine第59頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月能源動力飛機發(fā)動機蒸汽機車第60頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月

用翼柵及高溫，化學，多相流動理論設計制造成功大型汽輪機，水輪機，渦噴發(fā)動機等動力機械，為人類提供單機達百萬千瓦的強大動力。汽輪機葉片EXIT第61頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月用翼柵及高溫，化學，多相流動理論設計制造成功大型氣輪機，水輪機，渦噴發(fā)動機等動力機械，為人類提供單機達百萬千瓦的強大動力。水輪機EXIT第62頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月建筑與環(huán)境楊浦大橋節(jié)能型建筑第63頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月大型水利樞紐工程，超高層建筑，大跨度橋梁等的設計和建造離不開水力學和風工程。EXIT第64頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月大型水利樞紐工程，超高層建筑，大跨度橋梁等的設計和建造離不開水力學和風工程。楊浦大橋EXIT第65頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月大型水利樞紐工程，超高層建筑，大跨度橋梁等的設計和建造離不開水力學和風工程。EXIT第66頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月21世紀人類面臨許多重大問題的解決，需要流體力學的進一步發(fā)展，它們涉及人類的生存和生活質(zhì)量的提高。全球氣象預報；（衛(wèi)星云圖）EXIT第67頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月災害預報與控制；EXIT氣象科學第68頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體力學需要與其他學科交叉，如工程學，地學，天文學，物理學，材料科學，生命科學等，在學科交叉中開拓新領域，建立新理論，創(chuàng)造新方法。毛細血管流動EXIT第69頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境控制污水凈化設備模型電廠冷卻塔第70頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月生物仿生學信天翁滑翔

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、計算流體力學等第71頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月教學參考書

[1]莫乃榕，工程流體力學，華中理工大學出版社，2000

[2]周光迥等，流體力學（上、下冊），高等教育出版社，

2000.6（第二版）教學時數(shù)

講授：64學時；實驗：4學時；課外：88學時

習題總量：40道成績評定

期終筆試占70%（試題庫）

平時成績占30%（到課情況、作業(yè)與實驗完成情況）第72頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月§1-1流體力學的研究任務

和研究方法研究對象:靜止或運動流體的壓強分布、速度分布、流體對固體的作用力

研究任務:

解決工程中所遇到的各種流體力學問題

研究方法:

實驗研究、理論分析、數(shù)值計算第73頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月

實驗研究

實物實驗、模型實驗

優(yōu)點：發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、新原理，驗證其它方法得到的結論

缺點：普適性差理論分析

建立方程組與定解條件－求解析解－算例驗證

優(yōu)點：普適性好

缺點：數(shù)學難度大，分析解有限數(shù)值計算

確定方程組與定解條件－選用適當數(shù)值方法－算例編程計算

優(yōu)點：應用面廣泛，結果直觀－－數(shù)值實驗

缺點：近似性、不穩(wěn)定性（有限差分法、有限元法、有限體積法、邊界元法、譜分析法等）第74頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月隔熱層耐火層隔熱層發(fā)熱棒磚坯對稱面A對稱面B1/4電窯物理模型0XYZ第75頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)學模型

式中：T為溫度，為導熱系數(shù)，為發(fā)熱棒傳給控制單元的焦耳熱。

單值性條件

第76頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月B電窯內(nèi)磚坯整體溫度分布（關系式的圖形表達）第77頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月§1-2連續(xù)介質(zhì)假設連續(xù)介質(zhì)假設：

流體由流體質(zhì)點（微團）組成，流體質(zhì)點充滿一個空間體積時不留任何空隙，流體質(zhì)點仍由大量分子構成，流體質(zhì)點所攜帶的物理量是構成質(zhì)點的分子物理量的統(tǒng)計平均值，因而其物理量是連續(xù)分布函數(shù)。優(yōu)點：

連續(xù)函數(shù)可用微積分等數(shù)學工具來處理。分子質(zhì)點第78頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月從密度談起密度物質(zhì)由分子組成，分子間有空隙.如果Δτ取在空隙里,ρ將為0.如果取在分子內(nèi),ρ將變得很大.因此,Δτ只能趨于一個比較小的值δV,這個δV

應該是宏觀上足夠小,微觀上足夠大。δV

稱為流體微團的體積，稱為流體質(zhì)點.第79頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)介質(zhì)模型適用于一般工程流體常溫常壓下，空氣分子數(shù)為：2.7×1016個分子/mm3.在10-9mm3體積內(nèi)，有空氣分子2.7×107個，足夠多的分子使流體的物理量仍具有統(tǒng)計平均的性質(zhì)連續(xù)介質(zhì)模型在稀薄氣體中不適用第80頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月§1-3流體的密度密度：單位體積內(nèi)的流體所具有的質(zhì)量，記作ρ，單位是kg/m3.均質(zhì)流體中：ρ=M/V

非均質(zhì)流體中：ρ=dM/dV

液體：ρ=常數(shù)，如水：ρ=1000kg/m3完全氣體：ρ=P/RT，

如干空氣：0℃時，ρ=1.293kg/m3重度：＝G/V＝g,g=9.80665m/s2第81頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月密度與壓強和溫度有關例如：空氣狀態(tài)方程p=ρRT或pv=RT，

v：比容,v=1/ρ溫度T和壓強P的變化，都會引起密度的變化.相對變化率：第82頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月膨脹系數(shù)與彈性系數(shù)體積壓縮系數(shù)流體的壓縮性

在一定的溫度下，單位壓強增量引起的體積變化率定義為流體的壓縮性系數(shù)，其值越大，流體越容易壓縮，反之，不容易壓縮。第83頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月膨脹系數(shù)與彈性系數(shù)體積彈性系數(shù)其值越大，流體越不容易壓縮，反之，就容易壓縮。第84頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月流體的膨脹性熱膨脹系數(shù)當壓強一定時，流體溫度變化體積改變的性質(zhì)稱為流體的膨脹性，膨脹性的大小用溫度膨脹系數(shù)來表示?？蓧嚎s流體和不可壓縮流體氣體和液體都是可壓縮的，通常將氣體視為可壓縮流體，液體視為不可壓縮流體。水下爆炸：水也要視為可壓縮流體；當氣體流速比較低時也可以視為不可壓縮流體。

第85頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月§1-4流體的粘性

牛頓粘性實驗：兩平板間充滿粘性液體，下板不動，上板以常速U運動，實驗表明，與上板接觸的液體以速度U隨上板運動，近貼下板的液體的速度為零。兩板間的液體的速度呈線性分布。施加的力F，與速度U成正比，與上板面積A正比，與距離h成反比，

粘性:流體抵抗變形的能力第86頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月粘性的表現(xiàn)第87頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月力：牛頓粘性實驗切應力：如速度不是線性分布，則：

為速度梯度，μ稱為動力粘性系數(shù)，單位是N·S/m2（或Pa·S）．=μ/ρ稱為運動粘性系數(shù)，單位是m2/S第88頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月液體和氣體的粘性粘性產(chǎn)生的原因：①分子之間的內(nèi)聚力②流體層之間因為分子運動引起的動量交換液體的粘性主要取決于分子內(nèi)聚力，溫度升高時，內(nèi)聚力降低，粘性系數(shù)變小氣體的粘性主要取決于分子的動量交換，溫度升高時，分子的動量交換加強，粘性系數(shù)變大。③所以是內(nèi)部力－－內(nèi)摩擦力第89頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月粘性系數(shù)的經(jīng)驗關系式水：氣體：其中：t為攝式溫度，oC；T為絕對溫度，K對不同氣體，0、c的取值不同。第90頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓流體與非牛頓流體定義