【正文】 假設(shè) 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 流體的主要物理性質(zhì) 現(xiàn)已知 內(nèi)圓筒半徑分別為 r1， 外圓筒半徑分別為 r2， 兩圓筒側(cè)壁之間間隙為 δ ， 兩圓筒底壁之間的間隙分別為 Δ ， 液體高度為 h， 外圓筒轉(zhuǎn)速為 n(r/min)， 轉(zhuǎn)動力矩為 M。 緊鄰?fù)鈭A筒內(nèi)壁的液體，其運動速度與外圓筒的速度相同，而緊鄰內(nèi)圓筒外壁的液體，則和內(nèi)圓筒一樣，速度為零。流體的主要物理性質(zhì) 設(shè)有一液體粘性測定儀，如圖所示。 賓漢型： ?0?0， n=1,?=Const 假塑性： ?0=0， n1 牛頓： ?0=0， n=1,?=Const 膨脹： ?0=0， n1 理想： ?0=0， ?=0 ndydu )(0 ??? ?? 理想流體 (ideal/noviscous/inviscid fluid)：無（不考慮）粘性的流體。 牛頓流體和非牛頓流體；理想流體和實際流體 167。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 因為它沒有力的量綱，是一個運動學(xué)要素，為了區(qū)別起見，稱運動粘度 (kinematic viscosity)。 式中： 切應(yīng)力的單位為 Pa； μ 是與流體粘性有關(guān)的一個系數(shù)，稱 粘度 (或 動力粘度 )(dynamic viscosity)，單位為 Pa流體的主要物理性質(zhì) 由實驗得知 hAuFFS ??若引入一比例系數(shù)它與流體性質(zhì)有關(guān)，則 huAFS ??由相似三角形可以看出u/h能以速度梯度 du/dy來替換 dyduAFS ?? 切力 Fs的大小與流體性質(zhì)有關(guān)，并與速度梯度 du/dy和接觸面積A成正比，而與接觸面上的壓力無關(guān)。 氣體的粘度值隨著溫度的升高而增大，液體的則減小。是由流動流體的 內(nèi)聚力 （ Cohesive Force/Cohesion）和分子的 動量交換 (momentum transfer)所引起的。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 三、輸運性質(zhì) (transport property) 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 量綱為 M1L3，國際單位為 m3/kg， 1???三、輸運性質(zhì) (transport property)流體的主要物理性質(zhì) 量綱為 ML2T2，國際單位為 N/m3；工程單位為 kgf/m3； 對于均質(zhì)流體， VG?? 對于非均質(zhì)流體， VGV ?????lim0? 一般采用水的常用值： ? =9800 N/m3 ； 密度與容重的關(guān)系式， g?? ? 比重 （ Specific Gravity）：指液體密度與標(biāo)準(zhǔn)純水的密度之比 。 重量的單位為 N。 167。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) s2/m） ， 1（ kgf 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 流體 固體 流體不能抵抗拉力，而只能抵抗對它的壓力。反之，為各向異性 (anisotrop fluid)。 ),( tzyx?? ?),( tzyxuu ?),( tzyxpp ? 在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的基礎(chǔ)上，一般還認(rèn)為：流體具有均勻等向性，即流體是均質(zhì)的。 o非均質(zhì)均質(zhì)分子作用區(qū) 連續(xù)區(qū)/3?cm )(g.三、連續(xù)介質(zhì)模型（ Continuum Medium Model）： 167。 特征體積 (characteristic volume) ?V? ：是使平均密度具有確定的數(shù)值，并表征其中足夠多分子的統(tǒng)計平均值即液體的宏觀密度時的體積。 在很多情況下，連續(xù)介質(zhì)假設(shè)所得的理論結(jié)果，與相當(dāng)多的實驗結(jié)果很符合。 二是把流體看成質(zhì)點連續(xù)地充滿流體所占有的空間的的連續(xù)介質(zhì)方法。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 流體 (fluid)由許多不連續(xù) (continue)的、相隔一定距離的分子 (molecule)所組成，而分子則由更小的原子所組成； 所有物體的分子和原子都處在永不停息的不規(guī)則運動之中，相互間經(jīng)常碰撞、摻和，進行動量 (momentum)、熱量 /能量 (heat/energy)、質(zhì)量的交換。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 匈牙利卡門 (Theodore Von K225。 1946年電子計算機出現(xiàn)，以計算機為工具的 數(shù)值計算方法 得到迅速發(fā)展，它繼理論分析和實驗方法之后，成為工程流體力學(xué)的第三種研究方法。 法國工程師納維 (Louis Marie Henri Navier， 1785— 1836)和英國斯托克斯 (Gee Gabriel Stokes,1819— 1903) 建立了不可壓縮實際 (粘性 )流體的運動方程 —— 納維 斯托克斯方程 ，提供了研究實際流體運動的基礎(chǔ)。 瑞士伯努利 (Daniel bernoulli， 1700— 1782) 將牛頓力學(xué)和流體物性、壓強概念相結(jié)合，提出了有名的恒 定不可壓縮理想流體運動的能量方程 —— 伯努利方程 。 1— 1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡史 意大利 達 1— 1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡史 古代水力學(xué) 中國的大運河 、都江堰、鄭國渠和靈渠 。 1— 1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡史 一、流體力學(xué) (fluid mechanics)的定義和任務(wù) 167。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 1— 1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡史 167。 1— 4 工程流體力學(xué)的研究方法 第一章 緒論 167。 二、流體力學(xué)發(fā)展簡史： 167。 古典流體力學(xué) 167。 英國 牛頓 (Isaac Newton， 16421727)提出了著名的牛頓 三大運動定律 ，提出 粘性流體 切應(yīng)力 (剪應(yīng)力 )公式 。 法國拉格朗日 (Joseph Louis Lagrange， 1736— 1813) 表述了另一描述流體運動的方 法 —— 拉格朗日法 ； 引進流函數(shù)的概念，獲得理想流體無旋流動所應(yīng)滿足的動力學(xué)條件，提出求解這類流體運動的方法，進一步完善了理想流體無旋 流動的基本理論。 1— 1 工程流體力學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展簡史 德國尼古拉茲 (Johann Nikuradse)對采用人工粗糙的管道進行了 阻力系數(shù) 系統(tǒng)的測定工作，為補充邊界層理論、推導(dǎo)湍流的 半經(jīng)驗公式提供了可靠的依據(jù)。 英國瑞利 (Lord John William Rayleigh， 1842— 1919) 首先提出了用 量綱分析法 求流動相似準(zhǔn)則，這是用理論分析和實驗研究相結(jié)合，來解決工程流體力學(xué)問題的重要方法，在實驗研究中有著重要的意義 和作用。 167。流體的主要物理性質(zhì) 121 連續(xù)介質(zhì)假設(shè)： 一、流體微觀特點： 流體的微觀結(jié)構(gòu)和運動，在空間和時 間上都是不連續(xù)的，呈現(xiàn)著離散性、不均勻性和隨機性 。流體的主要物理性質(zhì) 167。 一種是從分子和原子微觀運動出發(fā)的統(tǒng)計平均方法。流體的主要物理性質(zhì) 連續(xù)介質(zhì) ：由比分子大很多的，微觀上充分大，而宏觀上充分小的分子團，可以近似地看成幾何上沒有大小和形狀的一個點的質(zhì)點所組成，質(zhì)點之間沒有空隙，連續(xù)地充滿所占有的空間 的流體 。含有足夠的分子，可作為連續(xù)介質(zhì)基本單元的最小流體團。流體的主要物理性質(zhì) 液體微團 ：即特征體積 ?V?中所有液體分子的集合。 這種不考液體的微觀結(jié)構(gòu)，而采用連續(xù)介質(zhì)簡化的模型來代替其微觀結(jié)構(gòu)，稱為 連續(xù)介質(zhì)模型 。 各向同性 (isotrop)： 各方向的物理性質(zhì)是一樣的。流體的主要物理性質(zhì) 一、易流動性： 易流動性 是流體在靜止時不能承 受剪力、抵抗剪切變形的性質(zhì) 。重量： 167。秒 2 /米（ kgf 167。 (11) (12) 均質(zhì)流體內(nèi)部各點處的密度均相等： 一般采用水的密度值為 1 1O3 kg/m3， 干空氣的密度值為 kg/m3， 水銀的密度值為 1O3 kg/m3； 重量 （ Weight）是流體受到的地球的引力。 mgG ? 海平面處標(biāo)準(zhǔn)參考值為 ， 北京地區(qū)為 ， 計算時常取 ，亦有取 。 1— 2 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 流體的主要物理性質(zhì) 量綱為 1； GGs ? ? ?????? ? ? 比容 (