工程流體力學ppt課件(編輯修改稿)
2024-10-08 18:30 本頁面
【文章內容簡介】 時刻 ，有某個流體質點占據了空間點 (x,y,z)， 將此流體質點所具有的某種物理量 （ 數(shù)量或矢量 ） 定義在該時刻和空間點上 ， 根據連續(xù) 介 質假設 ， 就可形成定義在連續(xù)時間和空間域上的數(shù)量或矢量場 。 三 .流體的粘滯性 p19 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University ? 對于如圖的平面流動 ， 流體速度 u 都沿 x 方向 ， 且不隨 x 變化 ， 只隨 y 變化 。 兩層流體之間存在相對運動和剪切 （ 角 ） 變形 ， 同時也出現(xiàn)成對的切應力 ， 流動快的一層要帶動流動慢的一層 ， 而流動慢的一層則要阻礙流動快的一層 ， 它起到抵抗剪切變形的作用 。 p20 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University ? 容易解釋為什么 是剪切 （角）變形速率，它表示流體 直角減小的速度。 ?滿足牛頓內摩擦定律的流體稱為牛頓流體，否則稱為非牛頓流體 。 本課程主要討論牛頓流體。 ? 牛頓內摩擦定律告訴我們：切應力 τ 和剪切（角）變形速率 之間存在正比例關系 比例系數(shù) ? 稱為 動力粘性系數(shù) ，是粘性流體的重要物理屬性。 yuddyuAFdd?? ??yuddp21 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University 水空氣 ?? ?形成牛頓內摩擦力物理機理 ① 分子間的吸引力 ② 分子運動引起流體層間的動量交換 液體以此為主 氣體以此為主 ? 隨著溫度升高 ， 液體的粘性系數(shù)下降；氣體的粘性系數(shù)上升 。 今后在談及粘性系數(shù)時一定指明當時的溫度 。 ? 運動粘性系數(shù) 具有運動學量綱， m2/s 注意 ??? ?p22 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University 四 、 理想流體假設 ? 理想流體假設是忽略粘性影響的假設，可近似反映粘性作用不大的實際流動，粘性作用不大是相對于其它因素的作用而言的。 而 ? 是流體的客觀屬性 ， 所以往往是在變形速率不大的區(qū)域將實際流體簡化為理想流體 。 yudd?? ?yudd ?? 我們將會看到 ， 是否忽略粘性影響將對流動問題的處理帶來很大的區(qū)別 ， 理想流體假設可以大大簡化理論分析過程 。 ? 忽略粘性影響實際上就是忽略切應力 ， 切應力 τ ， p23 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University 五 . 流體的壓縮性 ? 流體能承受壓力 ， 在受外力壓縮變形時 ， 產生內力 （ 彈性力 ） 予以抵抗 ， 并在撤除外力后恢復原形 ， 流體的這種性質稱為壓縮性 。 V VΔV p p+Δp p24 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University ? 將相對壓縮值 與壓強增量 之比值 稱 為壓縮系數(shù) ， 其倒數(shù) 稱為體積彈性系數(shù) 。 K 越大 ，越不易被壓縮 。 VVd? pdppVVd/dd/d ??? ?????? /dd1 pK ??? 液體的 K 隨溫度和壓強而變 ， 隨溫度變化不顯著 。 液體的 K 值很大 ， 除非壓強變化很劇烈 、 很迅速 ， 一般可不考慮壓縮 性 ， 作不可壓縮流體假設 ， 即認為液體的 K 值為無窮大 ， 密度為常數(shù) 。 但若考慮水下爆炸 、 水擊問題時 ， 則必須考慮壓縮性 。 p25 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University 六 .表面張力和毛細現(xiàn)象 ?表面張力是液體自由表面在分子引力作用下而在沿表面方向產生的拉力 ， 用單位自由表面長度上所受的橫向拉力 表示 。 量綱為 MT－ 2， 單位： N/m。 ?液體的表面張力量級一般較小 ， 對水： ＝ ， 對汞： ＝ 。 ??????????????212111RRpp ?p26 Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University 1?d2?d1ds?
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