流體力學(xué)第一章(存儲(chǔ)版)
【正文】 ??? ? ?322 432/0ddrrT d ?? ?流體對(duì)上圓盤的總摩擦力矩 ?????3224dTN ??上盤克服摩擦所需要的功率 「 例題 12」 如圖長 L=10cm、 直徑 d=8cm的柱塞在缸筒中作往復(fù)運(yùn)動(dòng) ， 在柱塞與缸筒的同心環(huán)形間隙?= 的油液 。 （ 2）測(cè)蒸餾水在 20oC下 流出 V所需時(shí)間為 T2秒。 試求這三種液體的動(dòng)力粘度。 氣體的粘度一般隨溫度的升高而增大 vl?? 31?? 氣體粘度的變化規(guī)律 v、 l液均與溫度成正比 ， 壓強(qiáng)成反比 液體粘度的大小取決于分子間距和分子引力；氣體粘度的大小取決于分子熱運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)量交換 。 12 流體的粘性 流體的彈性（壓縮性） 固體的彈性（拉伸和壓縮性） 固體的膨脹性 流體的膨脹性 流體的彈性（壓縮性）應(yīng)用 流體的膨脹性應(yīng)用 單向虎克定律 ?=E? —— 彈性 模量 或壓縮系數(shù) —— 膨脹系數(shù) 167。 氣體的壓縮性和膨脹性 )/(8 3 1 4 KkgJmR ??? 氣體分子量通用氣體常數(shù)R, 氣體常數(shù) 氣體種類 m R Air 287 CO2 CO H2 4124 O2 三種溫度的換算 攝氏溫度 t ， ?C 開氏溫度 T=273+t ， K 華氏溫度 F=t?9/5+32 ， ?F （ 1）氣體的彈性模量或體積壓縮系數(shù) 167。 M R TpV n ??計(jì)算時(shí)，公式中的體積 V均 取總變形體的初始值 規(guī)定 體積壓縮系數(shù) 和 體積膨脹系數(shù) 完全為 零 的流體叫作 不可壓縮流體 。 13 流體的可壓縮性和膨脹性 l= d= [問題 ]為了檢查液壓缸的密封性，需要進(jìn)行水壓試驗(yàn)。 167。 原理分析 167。這種轉(zhuǎn)化有兩種途徑：當(dāng)壓強(qiáng) p不變， 而 T增加到 T’ 時(shí)，沿 ab直線方向 越過 AB界限，這種現(xiàn)象叫作沸騰； 或者當(dāng)溫度 T不變沿直線方向越 過 AB界限，這種現(xiàn)象叫作汽化。 ?汽化壓強(qiáng) vapor pressure 圖為純凈物質(zhì)的三態(tài)界限示意圖，一組確定的（ P、 T） 在圖中用一點(diǎn)表示， OAB與 AC線劃分出固、液、氣三態(tài)范圍，如果 P、 T變化，則坐標(biāo)點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，一旦越過區(qū)域界限，則物態(tài)即發(fā)生轉(zhuǎn)化。 T?N2n1nO 當(dāng)附著力大于內(nèi)聚力時(shí)，液體分子在附著層內(nèi)所受的合力垂直于附著層指向固體，液體分子擠入附著層，沿層擴(kuò)展，潤濕固體。 N液體的分子作用球 N N分子合力 垂直液面 分子作用半徑 自由表面 液體的表面張力 分子合力 R在液體的自由表面上，由于分子間引力作用的結(jié)果，而產(chǎn)生極其微小的拉力。 13 流體的可壓縮性和膨脹性 [解 ] barpbara tm?????pVVpVVpp?????????? 1由 得油液需要減少的體積為： 活塞行程使油液減少的體積為： ntdV ????? 24?由此得手輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為： 1210210 0 6 34342 ???????????????????tdpVn p[答 ]略。 ?液體 的 的變化不大，系數(shù)中的微分變 化量就可以寫成有限增量的形式，即 EpT ,??VpVEpVVtVVTVV pT ?????????????? ,1,11 ??（有限增量越小，系數(shù)的平均值就越容易準(zhǔn)確） M=C， P=P0 ? M=C， T=T0 ???????? ?VlP???????? ?VlT?氣體 的 E 和 ? 由 確定，且與初始狀態(tài) 和熱力學(xué)過程有關(guān)。 v ,比體積， m3/kg。 理想流體雖然事實(shí)上并不存在 ， 但這種理論模型卻有重大的理論和實(shí)際價(jià)值 。 ? 液體粘度的變化規(guī)律 ? 液體粘度 受壓強(qiáng)的影響不很顯著，受溫度的影響非常明顯。已知內(nèi)筒外直徑d=70mm， 外筒內(nèi)直徑 D=72 mm， 同心環(huán)形縫隙與端面縫隙尺寸相等，內(nèi)筒在液體中的深度 l=15cm， 外筒轉(zhuǎn)速 n=36r/min。 間接測(cè)定法：如圖。 12 流體的粘性 如圖，直徑為 d的圓盤以轉(zhuǎn)速 n或角速度 回轉(zhuǎn) ,因縫隙很小 ，各層流體的速度分布 可近似假定為直線規(guī)律。 12 流體的粘性 切應(yīng)力 時(shí)間 t? 觸稠流體 觸變流體 射流脹大 爬桿效應(yīng) 無管虹吸 速度分布 牛頓流體 非牛頓流體 觸稠流體： 隨時(shí)間增大 觸變流體： 隨時(shí)間減小 ?流體的粘度 167。 相鄰兩層的內(nèi)摩擦力與正壓力無關(guān)。 167。 11密 度 、 重 度 、 比 容 、 比 重 ?流體的密度與哪些因素有關(guān)？ 流體的種類 壓強(qiáng)和溫度 組成成份 空間位置 ?舉例：大氣和海水 15km 6km ? 比重（ specific gravity） 167。 12 流體的輸運(yùn)性質(zhì) ?熱能輸送 —— 熱傳導(dǎo) heat conduction 溫度分布不均引起 ?質(zhì)量輸送 —— 擴(kuò)散 diffusion 質(zhì)量或密度分布不均引起 167。 12 流體的粘性 ?牛頓內(nèi)摩擦定律 平板拖拽實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)： AUF ??? AUFUN ?? 2??與兩板之間的微小距離成反比： 推動(dòng)上板的外力 F與其運(yùn)動(dòng)速度 U及摩擦面積 A成正比： 比例常數(shù)與充入兩板之間的流體種類及其溫度壓強(qiáng)狀況有關(guān)。
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