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1、第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 第六章第六章 流体及其物理性质流体及其物理性质 Fluid and its physical properties 1 第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 流体的主要物理性质流体的主要物理性质 Physical properties of fluids 第二节第二节 2 第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 流体的概念与特征 3 流体的特征：易流动性。不能抵抗无论多么小的剪切力，在剪切力的作用下，流体会发生连续的变形（流动）。流体：在任何微小剪切力的作用下都能发生连续变形的物质。气体+液体 流体与固体的区别：固体质点间距离受剪切力
2、作用时不发生改变，或发生有限改变（剪切力一定，变形程度一定）。（刚体、弹性体、塑性体、）第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 流体的连续介质假设 4 流体力学是研究流体的宏观运动规律，即众多流体分子的平均运动效果。因此，引入了连续介质模型来替代真实的流体分子结构。从微观上看，流体是由分子组成的，分子间有间隙，分子做随机的热运动，所以微观上流体不连续。第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 流体的连续介质假设 5 连续介质模型:构成流体的基本单元是流体微团，流体是由无数紧密排列的流体微团组成的连续介质。连续介质模型的适用条件：微团尺度远大于分子自由程。根据连续介质假设，表征流体状态
3、的宏观物理量（速度、密度、温度、压强等）可以看成空间位置和时间的连续函数。例如：v=v(x,y,z,t)。第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 密度和比重 6 比重/容重:单位体积的流体重量(N/m3)：密度:单位体积的流体质量(kg/m3)：dVdmVmV=lim0g 重力加速度，重力加速度，g=9.81 m/s2 水的比重为水的比重为 9810 N/m3 gdVdGVGV=0lim第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 密度和比重 7 相对密度/比重比:一种流体的密度与水的密度在4C温度下的比值：水流水流=d 密度密度 (kg/m3)比重比重 (N/m3)相对密度相对密度 d
4、 空气空气 1.23 12.1 0.00123 水水 1000 9810 1 第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 压缩性和膨胀性 8 在温度一定下，作用在流体上的压强增加时，流体的体积将减小，这种特性称为流体的压缩性。可以通过定义压缩系数/体积弹性模量来描述一个流体的可压缩性。压缩系数的定义为：在一定温度下，单位压强升高引起的流体体积变化率。其定义式：1V/-压缩系数，（Pa）Vp=体积弹性模量：1-（Pa）/pEVV=越大，越易压缩！越大，越易压缩！第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 压缩性和膨胀性 9 压强一定时，随着流体的温度升高，其体积增大的性质称为流体的膨胀性。可
5、以通过定义体积膨胀系数来衡量一个流体的膨胀性。体积膨胀系数的定义为：在一定压力下，单位温升引起的体积变化率（单位1/K）。其定义式：越大，越易膨胀！越大，越易膨胀！-体胀系数V VVTV T=Tp11=对于理想气体：对于理想气体：第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 压缩性和膨胀性 10 例题：使水（E=2000MPa）的体积减小1%，则压强需要增大多少？2000(1%)20MPa=VpEV体积弹性模量：1-（Pa）/pEVV=第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 不可压缩流体和可压缩流体 11 不可压缩流体不可压缩流体：流体的：流体的密度密度不会随着压强和温度变化而改变。不会
6、随着压强和温度变化而改变。1 1）液体一般假设为不可压缩流体。）液体一般假设为不可压缩流体。2 2）对于气体来说，如果密度变化在）对于气体来说，如果密度变化在3%以下时，也可以作为以下时，也可以作为不可压缩流体处理不可压缩流体处理 。3 3）在大气中，空气的速度在）在大气中，空气的速度在102m/s 以下以下(Ma0.3)时，即可作时，即可作为不可压缩流体处理。为不可压缩流体处理。可压缩流体：流体的密度会随着压强和温度变化而改变。可压缩流体：流体的密度会随着压强和温度变化而改变。EpcT=第第6章章 流体及其物理性质流体及其物理性质 流体的概念及其特征 连续介质假设 流体的主要物理性质：密度、比重、相对密度/比重比、压缩性、膨胀性。本节小结本节小结 12