流體力學基礎知識(1)-wenkub
2023-05-22 04:33:43 本頁面
【正文】 000；在 90～ 100℃ 的范圍內，溫度每增加 1℃ ，水的體積也只增加 7／ 10000。 流體的動力粘性系數與運動粘性系數有如下關系： μ=?ρ (1． 5) μ—— 流體的運動粘性系數； ρ—— 流體的密度。 流體粘滯性的大小，通常用動力粘滯性系數 μ和運動粘滯性系數 v來反映，它們是與流體種類有關的系數，粘滯性大的流體， μ和 ?的值也大，它們之間存在一定的比例關系。流速之所以有此分布規(guī)律，正是由于相鄰兩流層的接觸面上產生了阻礙流層相對運動的內摩擦力，或稱粘滯力，這是流體的粘滯性顯示出來的結果。 C時密度和重度分別為： ρ=／ m3， γ=／ m3 1． 1． 2流體的粘滯性 流體在運動時，由于內摩擦力的作用，使流體具有抵抗相對變形 (運動 )的性質，稱為流體的粘滯性。但在實際工程中，液體的密度和重度隨溫度和壓力的變化而變化的數值不大，可視為一固定值；而氣體的密度和重度隨溫度和壓力的變化而變化的數值較大，設計計算中通常不能視為一固定值。因此， γ=G/V=mg/V=ρg (1物質慣性的大小是用質量來度量的，質量大的物體，其慣性也大。但流體在密閉狀態(tài)下卻能承受較大的壓力。 液體和氣體因具有較大的流動性，被統(tǒng)稱為流體，它們具有和固體截然不同的力學性質。研究流體處于靜止狀態(tài)與運動狀態(tài)的力學規(guī)律及其實際應用的科學稱為流體力學，它是力學的一個分支。充分認識以上所說流體的基本特征，深刻研究流體處于靜止或運動狀態(tài)的力學規(guī)律，才能很好地把水、空氣或其它流體按人們的意愿進行輸送和利用，為人們日常生活和生產服務。對于均質流體，單位體積的質量，稱為流體的密度，即： ρ=m/V (11) 式中 ρ一流體的密度， kg／ m3； m一流體的質量， kg； V一流體的體積， m3。3) 式中 g一一重力加速度， g=9． 807 m／ s2。常用流體的密度和重度如下： 水在標準大氣壓，溫度為 4176。流體的粘滯性可通過流體在管道中流動情況來加以說明。 圖 ll 管道中斷面流速分布 流體在運動過程中，必須克服內摩擦阻力，因而要不斷消耗運動流體所具有的能量，所以流體的粘滯性對流體的運動有很大的影響。同時，流體的粘滯性還與流體的溫度和所受壓力有關，受溫度影響大，受壓力影響小。 1． 1． 3流體的壓縮性和熱脹性 流體的壓強增大，體積縮小，密度增大的性質，稱為流體的壓縮性。因此在很多工程技術領域中，可以把液體的壓縮性和熱脹性忽略不計。 液體的壓縮性和熱脹性可用如下兩式表示： (1溫度和壓強的變化對氣體的容重的影響很大。 1． 1． 4流體的表面張力 由于流體分子之間的吸引力，在流體的表面上能夠承受極其微小的張力，這種張力稱表面張力。由于重力和表面張力產生的附加鉛直分力相平衡，所以有下式： 兀 r2hγ=2兀 rσcosa 故有： () 式中 γ一液體的容重； r一玻璃管內徑； σ一液體的表面張力系數。設作用于隔離體表面某一微小面積△ w上的總壓力是△ P，則△ w叫面積上的平均壓強為 : P=P/△ w () 當所取的面積無限縮小為一點時，即△ w—— 0，則平均壓強的極限值為： () 流體靜壓強具有兩個基本特性： (1)靜壓強的方向指向受壓面，并與受壓面垂直； (2)流體內任一點的靜壓強在各個方向面上的值均相等。則圓柱體軸向的作用力有： (1)上表面壓力 P0=p。 +γh (1 13) 式中 p—— 靜止流體中任一點的壓強， N／ m2； p。都是常數。 (2)在靜止液體內，壓強隨深度按直線規(guī)律變化。 靜水壓強的基本方程式 (1． 13)還可表示成另一種形式，見圖 1． 5，設水箱水面的壓強為 p。 如圖 1． 6所示， z為任一點的位置相對于基準面的高度，稱為位置水頭； p/γ是在該點壓強作用下液體沿測壓管所能上升的高度，稱為壓強水頭；兩水頭相加 z+p/γ稱為測壓管水頭。 圖 1． 5 靜水壓強基本方程的另一形式 圖 1． 6
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