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流体力学第1章中文版课件

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工程流体力学课件-第一章

工程流体力学课件-第一章

二、流体力学在石油化工工业中的应用
流体力学是一门重要的工程学科，它的应用几乎遍及国民经济的各个部门， 尤其在石油工程和石油化工工业中，流体力学是其重要的理论核心之一。
在石油工业中 ，用到流体力学原理分析流体在管内的流动规律，压力、阻 力、流速和输量的关系，据此设计管径，校核管材强度，布置管线及选择泵的类 型和大小，设计泵的安装位置等；在校核油罐和其他储液容器的结构强度，估算 容器、油槽车、油罐的装卸时间，解释气蚀、水击等现象 。
实验方法的优点是能直接解决生产中的复杂问题，能发现流动中的新现象。
它的结果往往可作为检验其他方法是否正确的依据。这种方法的缺点是对不同 情况，需作不同的实验，也即所得结果的普适性较差。
3 、数值计算方法
数值计算方法是按照理论分析方法建立数学模型，在此基础上选择合理 的计算方法，如有限差分法、特征线法、有限元法、边界元法、谱方法等，将 方程组离散化，变成代数方程组，编制程序，然后用计算机计算，得到流动问 题的近似解。数值计算方法是理论分析法的延伸和拓展。
两板间流体沿y方向的速度呈线性分布。
上面的现象说明，当流体中发生了层与层之间的相对运动时，速度快的流层对 速度慢的流层产生了一个拉力使它加速，而速度慢的流层对速度快的流层就有 一个阻止它向前运动的阻力，拉力和阻力是大小相等方向相反的一对力，分别 作用在两个流体层的接触面上，这就是流体黏性的表现，这种力称为内摩擦力 或黏性力。
体积弹性模量：在工程上流体的压缩性也常用p的倒数即体积弹性模量来描述
E 1 dp
p dV /V
2．可压缩流动与不可压缩流动
流体的压缩性及相应的体积弹性模量是随流体的种类、温度和压力而变化 的。当压缩性对所研究的流动影响不大，可以忽略不计时，这种流动成为不可 压缩流动，反之称为可压缩流动。通常，液体的压缩性不大，所以工程上一般 不考虑液体的压缩性，把液体当作不可压缩流体来处理。当然，研究一个具体 流动问题时，是否考虑压缩性的影响不仅取决于流体是气体还是液体，而更主 要是由具体条件来决定。

[PPT模板]第一章流体力学

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13
1.2 流体流动能量平衡 1.2.1 稳定流动热力学体系的概念
热力体系：指某一由周围边界所限定的空间内的所有 物质。边界外部称为外界。
无交换时
封闭体系
物质交换时
开口体系
稳定流动：流体在各个截面上的状态对外热量交换、 功交换都不随时间改变，并且同时期内流过任何截面 上的流量均相等。
14
1.2.2 稳定流动体系的能量平衡
牛顿内摩擦定律（牛顿黏性定律）
适用于空气、水、大多数油、牛奶等稀溶液液体流体。
6
τ μ du dy
牛顿流体（Newtonian fluid）切应力与 速度梯度的关系完全符合牛顿黏性定律的流体。 黏度 μ τ 是常数，是流体的性质。
du/dy 非牛顿流体（non-Newtonian fluid）
设在一定时间内进出体系的液体质量为m，若忽略电 能和化学能，则输入和输出体系的能量有：
1.位能 mgz
2.动能 mu2/2
3.内能 单位质量流体所含的内能为e 则质量为m的流体内
能E=me
1`
4.流动功 (压力能) pv,mpv
z1 1
w
Q
2`
2 z2
15
5.外功
功的输入 功的输出
外界对体 系作功
39
u2
g(z1 z2 ) 2.1
9
.
8
1( 8 2.1

3
)

4.83m/s
qv

π 4
d 2u2
0.785 0.042 4.83
6.07103m3/s
(2) 若水的流量增加30% ，则
u2 1.3 4.83m/s 6.28m/s

流体力学第1章绪论幻灯片PPT

流体力学第1章绪论幻灯片PPT
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1.1 流体力学的研究对象及意义
1.1.1 研究对象 流体(Fluid),包括液体(Liquid)和气体(Gas)。
江苏科技大学
1.1.3 工程应用
流体力学已广泛用于国民经济的各个领域。
在水利建设中：如防洪、灌溉、航运、水力发电、河道整治等；
在航空航天中：如航天飞机、人造卫星等;
在国民经济的其他技术部门中：如机械工程中的润滑、液压传动； 船舶的行波阻力；市政工程中的通风、通水，高层建筑的受风作用； 铁路、公路隧道中的压力波传播、汽车的外形与阻力的关系；血液在 人体内的流动；污染物在大气中的扩散等。
得到很大发展，已形成专门的学科 ——计算流体力学。
1.1 流体力学的研究对象及意义
江 苏 科 技大 学
5）流体力学的发展史
流体力学的萌芽，是自距今约2200年希腊学者阿基米德的《论浮 体》一文开始的。他对静止流体的性质作了第一次科学总结。
流体力学的主要发展，是从牛顿时代开始的，1687年牛顿的名著 《原理》讨论了流体的阻力、波浪运动等问题，使流体力学开始变为力 学中的一个独立分支。此后，流体力学的发展主要经历了四个阶段：
4、二十世纪六十年代以后，由于计算机的发明与普及，出现了在理论 分析和实验观察的基础上拟定计算方案，利用计算机编程求解数值解的 流体力学研究方法，即“计算流体力学“。现代测量技术如激光测速仪 等的应用和计算机在实验数据的监测、采集等中的应用，都促进了工程 流体力学的发展。

流体力学(共64张PPT)

流体力学(共64张PPT)

1) 柏努利方程式说明理想流体在管内做稳定流动，没有
外功参加时，任意截面上单位质量流体的总机械能即动能、
位能、静压能之和为一常数，用E表示。
即：1kg理想流体在各截面上的总机械能相等，但各种形式的机
械能却不一定相等，可以相互转换。
2) 对于实际流体，在管路内流动时，应满足：上游截面处的总机械能大于下游截面
p g 1z12 u 1 g 2W g ep g 2z22 u g 2 2g hf
JJ
kgm/s2
m N
流体输送机械对每牛顿流体所做的功
令
HeW ge,
Hf ghf
p g 1z12 u 1 g 2H ep g 2z22 ug 2 2 H f
静压头
位压头
动压头 泵的扬程（ 有效压头） 总压头
处的总机械能。
22
3)g式中z各、项 的2u 2物、理 意p 义处于g 某Z 个1 截u 2 1 面2上的p 1流 W 体e本 身g Z 所2具u 有2 22 的 能p 量2 ; hf
We和Σhf： 流体流动过程中所获得或消耗的能量〔能量损失〕;
We：输送设备对单位质量流体所做的有效功;
Ne：单位时间输送设备对流体所做的有效功，即有效功率;
u2 2
u22 2
u12 2
p v p 2 v 2 p 1 v 1
Ug Z 2 u2 pQ eW e
——稳定流动过程的总能量衡算式 18
UgZ 2 u2pQ eW e
2、流动系统的机械能衡算式——柏努利方程
1) 流动系统的机械能衡算式〔消去△U和Qe 〕
UQ'e vv12pdv热力学第一定律
26
五、柏努利方程应用
三种衡算基准

第一章 流体力学基础课件

第一章 流体力学基础课件
（三）实际液体的能量方程
2 p1 u12 p2 u2 ′ + z1 + = + z2 + + hw ρg 2 g ρg 2g
2010-9-11 第一章 流体力学基础 19
2 1
2 2
第三节 流体运动学和流体动力学
例1－5推导文丘利流量计的流量公式。
p1 υ p2 υ + = + ρg 2 g ρg 2 g
23
2010-9-11
第一章 流体力学基础
第六节 管道流动
一、流态与雷诺数 （一）层流和紊流 层流和紊流是两种不同性质的 流态。层流时，液体流速较低， 质点受粘性制约，不能随意运 动，粘性力起主导作用；紊流 时，液体流速较高，粘性的制 约作用减弱，惯性力起主导作 用。 （二）雷诺数 液体的流动状态可用雷诺数 来判别。
第一章 流体力学基础 6
第一节 工作介质 一般情况下，工作介质的可压缩性对液压系统性能影响不大， 但在高压下或研究系统动态性能及计算远距离操纵的液压机构 时，则必须予以考虑。 石油基液压油的体积模量与温度、压力有关：温度升高时， K值减小，在液压油正常工作温度范围内，K值会有5％～25％ 的变化；压力增加时，K值增大，但这种变化不呈线性关系， 当p＞3MPa时，K值基本上不再增大。 由于空气的可压缩性很大，因此当工作介质中有游离气泡时， K值将大大减小，且起始压力的影响明显增大。但是在液体内 游离气泡不可能完全避免，因此，一般建议石油基液压油 K的 取值为（0. 7～1. 4）×103MPa，且应采取措施尽量减少液压系 统工作介质中的游离空气的含量。
第三节 流体运动学和流体动力学
例1-8 图1-20所示为一锥阀，锥阀的锥角为2。 当液体在压力p下以流量q流经锥阀时，液流通过 阀口处的流速为υ2，出口压力为p2= 0。试求作用 在锥阀上的力的大小和方向。 对于图 a)

流体力学第1章中文版课件

流体力学第1章中文版课件

说明:
本课程主要以SI单位制为主，但为了使同学了解英制单位制，在 例题中，两种单位制都有采用。
2013-11-25
Chapter 1: Basic considerations
9
1.2 量纲、单位及物理量
表： 基本量纲及其单位
物理量 量纲 SI 制 英制
长度 l 质量 m 时间 温度 T 电流 i 物质的量 照度 平面角 立体角
当绝对压强低于大气压强是，表压强是负的，此时可称这 个表压强为真空度。 在本课程中，如果给定的一个压强是绝对压强，则在这个 压强数值的后面一般要标注“绝对” (例如, p = 50 kPa 绝 对)。 而如果一个压强表示为 p = 50 kPa，则一般这个压 强代表表压强。 在工程流体力学中，一般更多的采用的是表压强。
2013-11-25
Chapter 1: Basic considerations
6
1.2 量纲、单位及物理量 1. 量纲 在物理学中，共有九个物理量被定义为“基本量纲”。 所有其他物理量的量纲可以用“基本量纲”进行表示。
基本量纲:
• • • • • 长度 质量 时间 温度 物质的量 • • • • 电流 照度 平面角 立体角
2013-11-25
Chapter 1: Basic considerations
18
1.4 压强和温度的度量
说明:
一般所说的大气压强是指当地大气压强，它是随着时间和 位置变化的。如果当地大气压强没有给定，我们可以通过 教材附录B中的表B.3查到某一特定海拔高度的大气压强作 为当地大气压强。但如果海拔高度也是未知的话，则可以 选定零海拔高度的压强作为当地大气压强。
第一章:
基本概念

(新)第一章 流体力学(讲解教学课件)

(新)第一章 流体力学(讲解教学课件)

mgz 1 mu 2 m p
2
J
1kg流体的总机械能为： zg u 2 p
2
J/kg
1N流体的总机械能为： z u 2 p J/N
2g g
（新）第一章 流体力学（讲解教学课件）
压头：每牛顿的流体所具有的能量 静压头；
2、外加能量：1kg流体从输送机械所获得的机械能 。
符号：We；
单位：J/kg ；
和其深度有关。 （2）在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面
上各点的压力均相等。
（新）第一章 流体力学（讲解教学课件）
• （2） 当液体上方的压力有变化时，液体内 部各点的压力也发生同样大小的变化。
（新）第一章 流体力学（讲解教学课件）
三、静力学基本方程的应用 （1）测量流体的压力或压差
① U管压差计 对指示液的要求：指示液要与被测流体 不互溶，不起化学作用；其密度应大于 被测流体的密度。
• 如：4×103Pa（真空度）、200KPa （表压）。
（新）第一章 流体力学（讲解教学课件）
【例题1-1】 在兰州操作的苯乙烯精馏塔塔顶的真空度 为620mmHg。在天津操作时，若要求塔内维持相同 的绝对压力，真空表的读数应为多少？兰州地区的 大气压力为640mmHg,天津地区的大气压力为 760mmHg。
p1-p2=(指-)Rg
若被测流体是气体上式可简化为
p1-p2=指Rg
（新）第一章 流体力学（讲解教学课件）
• 通常采用的指示液有：着色水、油、四氯化碳、 水银等。
• U形管压差计在使用时，两端口与被测液体的 测压点相连接。
• U形管压差计所测压差，只与读数R、指示液 和被测液体的密度有关，而与U形管的粗细、 长短、形状无关，在此基础上又产生了斜管压 差计、双液柱微差计、倒U形管压差计等。

《流体力学》课件-(第1章 绪论)

《流体力学》课件-(第1章 绪论)

流体力学
流体
强调水是主要研究对象 比较偏重于工程应用 土建类专业常用
力学
宏观力学分支 遵循三大守恒原 理
水力学
水
力学
§1.1.1 流体力学的任务和研究对象
二、研究对象 流体 指具有流动性的物体，包括气体和 液体二大类。
流动性
•即 任 一 微 小 剪
切力都能使流体 发生连续的变形
•
流体的共性特征
基本特征：具有明显的流动性；气体的流动性大于液体。 流体只能承受压力，不能承受拉力，在即使是很小剪切力
二. 表面力 是指作用在所研究的流体表面上的力，它是相邻流 体之间或固体壁面与流体之间相互作用的结果。 它的大小与流体的表面积成正比； 方向可分解为切向和法向。
• 设 面 积 为 ΔA 的 流 体
nFLeabharlann 面元，法向为 n ，指 向表面力受体外侧， 所受表面力为 ΔF ，则 应力
F f n lim A0 A
第一阶段：古典流体力学阶段 奠基人是瑞士数学家伯努利(Bernoulli，D．)和他的 亲密朋友欧拉(Euler，L.)。1738年，伯努利推导出了著 名的伯努利方程，欧拉于1755年建立了理想流体运动微分 方 程 ， 以 后 纳 维 (Navier,C .H.) 和 斯 托 克 斯 (Stokes ， G．G．)建立了粘性流体运动微分方程。拉格朗日 （Lagrange）、拉普拉斯(Laplace)和高斯(Gosse)等人， 将欧拉和伯努利所开创的新兴的流体动力学推向完美的分 析高度。
第1章 绪论 第2章 流体静力学 第3章 一元流体动力学理论基础 第4章 流动阻力与能量损失 第5章 孔口、管嘴出流和有压管流 第6章 量纲分析与相似原理
第一章 绪论

流体力学课件第一章课件

流体力学课件第一章课件

其中： h——两平板间的距离，A——平板面积。 若对上板施加力 F ，并使上板以速度 U 保持匀速直线运 动，则内摩擦力T = F。通过牛顿平板实验得出：
因流体质点粘附于固体壁上，故下板上流体质点的速度 为零，紧贴上板的液体质点速度为 U。当 h及 U不太大时， 板间沿法线方向的点流速可看成线性分布，即：
3、假塑性流体
图（3）所示它的粘度
（ η ）随着速度梯度 du/dy 的增长而增大 。
本课程只讨论牛顿流体，牛顿内摩擦定律 只适用于牛顿流体，不适用于非牛顿流体。非 牛顿流体是流变学的研究对象。
的又一特征，即流体的压缩性和膨胀性。
一、流体的压缩性
1．体积压缩系数βp
βp反映流体的压缩性，当温度不变时βp为：

V / V V p p V p
即单位压强变化所引起的流体体积的相对变化率，
βp的单位是m2/N, 是压力单位的倒数。
上式表明，对于同样的压力增量， βp 大的流体，
二、流体的膨胀性
流体膨胀性用单位温升所引起的体积变化率表 温度膨胀系数由下式确定：
示。称为温度膨胀系数，用βT表示。当压力不变时，

T
V / V V T VT
式中 δT 为温度的增量， δV/V 是流体的体积相 对变化率。由于温度升高，体积膨胀，故 δT 与 δV 同号。βT的单位是1/K或1/℃。
类型：
１．塑性流体，（图（2）所示）在 产生连续变形前有一屈服应力， 在屈服应力后的应力与速度梯度 du/dy间存在线性关系。 （ 即η=μ,K=τ0 ）牙膏的变形就属 于这种性质。
２、胀塑性流体（图（4）所示）它
的粘度（ η ）随着速度梯度 du/dy 的增长而降低，粘土浆和纸浆都 属于这类流体。

第一章 流体力学基础ppt课件(共105张PPT)

第一章 流体力学基础ppt课件(共105张PPT)

原
力〔垂直于作用面，记为 ii〕和两个切向 应力〔又称为剪应力，平行于作用面，记为
理
ij，i j），例如图中与z轴垂直的面上受
到的应力为 zz〔法向）、 zx和 zy〔切
电 向），它们的矢量和为：
子
课
件 τ zzix zjy zkz
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主题
西
1.1 概述
安
交 • 3 作用在流体上的力
大 化
子 课 件
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主题
西
1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用
安
交
大 思索：若U形压差计安装在倾斜管路中，此时读数 R反
化 映了什么？
工 原
理 p1p2
p2
p1 z2
电 子
(0)gR(z2z1)g z1
课
R
件
A A’
返回
前页
后页
主题
西 1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用
安
交 大
•
2．压差计
化 • （2〕双液柱压差计
p1
p2
工•
原•
理
电•
子•
课
件
又称微差压差计适用于压差较小的场合。
z1
1
z1
密度接近但不互溶的两种指示
液1和2 ， 1略小于 2 ；
R
扩p 大1 室p 内2 径与2 U 管1 内g 径之R 比应大于10 。 2
图 1-8 双 液 柱 压 差 计
返回
安
交 大
•
1．压力计
化 • （2〕U形压力计
pa
工 • 设U形管中指示液液面高度差为RA，1 指• 示液

流体力学学习课件第一章绪论(流体力学)

流体力学学习课件第一章绪论(流体力学)
流体力学
李传奇 土建与水利学院
教学基本内容
第一章 第二章 第三章 第四章
第六章 第七章 第八章
绪论 流体静力学 流体运动学 流体动力学基础
流动阻力与水头损失 孔口、管嘴和有压流 明渠流动
2020/1/27
2
第一章 绪论
第一节 流体力学及任务 第二节 作用在流体上的力 第三节 流体的主要物理性质 第四节 牛顿流体与非牛顿流体
（3）城市防洪工程中的应用。如堤、坝的作用力与渗流问题、防 洪闸坝的过流能力等。 （4）其它应用：气象，航空，动力工程，生物医学，体育等等。
2020/1/27
15
市政
London Sewer
交通
Culverts
岩土工程
Groundwater and Seepage
结构
Snow Load
结构
2020/1/27
26
（2）当流体处于绝对静止时：
有：
2020/1/27
fx= 0 fy= 0 fz= -g
z
o x
y g
27
1.3 流体的主要物理性质
1、惯性 2、粘性 3、可压缩性和热膨胀性
2020/1/27
28
1. 3.1 惯性
z
（1）密度（Density）：是指单位体积流体的质量。
V
2020/1/27
3
1.1 流体力学及其任务
1.1.1 流体力学的研究对象
力学 基础学科，它同数、理、化、天、地、生并列
为七大基础学科。 流体力学
是力学的一个分支，流体力学是研究流体静止 或运动的力学规律及其在工程技术中的应用。
2020/1/27
4
• 流体最主要的物理特性
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19
1.4 压强和温度的度量 2. 温度的度量
绝对温度温标:
相对温度温标:
K= C+273.15
开氏温标 (K) 兰金温标 (R) 摄氏温标 (C) 华氏温标 (F) R= F+459.67
2020/5/4
Chapter 1: Basic considerations
20
1.5 流体性质
1. 密度和比重 密度:
比重比:
流体的比重比定义为一种流体的密度与水的密度在 4C温度下的比值：
S
water
water
为一无量纲量
密度
kg/ m3 slug/ ft3
空气 1.23 水 1000
0.0024 1.94
比重
N/m3 lb/ft3
12.1 0.077 9810 62.4
比重比 S
0.00123 1
2020/5/4
10
1.3 气体和液体的连续介质模型
1. 应力向量
应力:
力被该力所作用的面积相除。
应力向量:
力矢量被该力所施加的面积相除。
正应力:
力的法向分量被该力所施加的面积相除。
切应力: 力的切向分量被该力所施加的面积相除。
lim
ΔA0
ΔFt ΔA
2020/5/4
Chapter 1: Basic considerations
可以定义：
du
dy
切应力 (N/m2)
粘度 (Ns/m2)
速度梯度 (应变速率)
2020/5/4
Chapter 1: Basic considerations
24
1.5 流体性质 例题 4:
在两个同心圆筒的 小缝隙间充满了流
体
在切这应个力简可单以的表流示动为系：统以当中恒外，定筒旋存保转持在速静的度止唯旋，一转内应时筒力，就是切应力，该
8
1.2 量纲、单位及物理量
2. 单位
如果要确定一个物理量的具体数值，则必须选定一套单位。
两种单位制:
• 英制(English units) • 国际单位制— SI制(SI units: International System)
说明:
本课程主要以SI单位制为主，但为了使同学了解英制单位制，在 例题中，两种单位制都有采用。
11
1.3 气体和液体的连续介质模型
2. 流体
流体:
在本课程中，流体被定义为在切应力作用下发生连 续运动的物质，不论切应力有多小。 ---- 这意味着，即使一个非常小的切应力也会导致流 体的连续运动。
说明:
有一些物质，如塑胶或塑料制品，可以抵抗小的切应力而不发 生运动。对这类物质的研究主要是流变学的研究内容，不包括 在本课程内。
Chapter 1: Basic considerations
22
1.5 流体性质
2. 粘度(粘性)
(1) 粘度(粘性)
粘度(粘性)：表征流体内在粘性的物理量。
❖ 流体的粘性与流体在管道内输送时的能量损失直接 相关。
❖ 流体的粘性在湍流的产生过程中具有重要的作用。 ----在流体流动的研究中，粘度(粘性)是一个非常重要
2020/5/4
Chapter 1: Basic considerations
5
1.1 引言
2. 工程流体力学课程的目的
通过工程流体力学的学习，使学生能够应用工程流体 力学的基本原理解决一些工程上的实际问题。
3. 本章的核心内容
❖ 流体的宏观描述; ❖ 流体的性质; ❖ 流体力学的基本定律; ❖ 一些重要物理量的单位和量纲分析。
❖ 在本课程中，如果给定的一个压强是绝对压强，则在这个 压强数值的后面一般要标注“绝对” (例如, p = 50 kPa 绝 对)。 而如果一个压强表示为 p = 50 kPa，则一般这个压强 代表表压强。
❖ 在工程流体力学中，一般更多的采用的是表压强。
2020/5/4
Chapter 1: Basic considerations
1.4 压强和温度的度量
说明:
❖ 一般所说的大气压强是指当地大气压强，它是随着时间和 位置变化的。如果当地大气压强没有给定，我们可以通过 教材附录B中的表B.3查到某一特定海拔高度的大气压强作 为当地大气压强。但如果海拔高度也是未知的话，则可以 选定零海拔高度的压强作为当地大气压强。
❖ 当绝对压强低于大气压强是，表压强是负的，此时可称这 个表压强为真空度。
实际上， V0 中的 0 应设为一个小体积 , 在这个小体积 以下时，连续介质模型就不再适用，
2020/5/4
Chapter 1: Basic considerations
16
1.4 压强和温度的度量
1. 压强的度量
压强:
在流体力学中，压强定义为作用在一个面积上的正 压力。压强 p 可以表示为:
26
1.5 流体性质
(3) 无滑移条件
无滑移条件 :
指流体由于粘性而粘附在物体表面(物体表面处的流 体速度为零)。无滑移是流体粘性的一个重要作用。
(4) 运动粘度
运动粘度定义为：
说明:
❖ 运动粘度 的单位为 m2/s.
❖ 对于气体来说，由于气体的密度对压强非常敏感，因此气 体的运动粘度将取决于气体压强的大小。
流体的密度定义为单位体积的质量(kg/m3) ：
lim Δm
ΔV 0 ΔV
比重:
流体的比重定义为单位体积的重量(N/m3, lb/ft3)：
g
水比重一般取为 9800 N/m3(62.4 lb/ft3).
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1.5 流体性质
Chapter 1: Basic considerations
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1.3 气体和液体的连续介质模型
连续介质模型:
液体或气体在所研究的区域内连续分布。 根据连续介质假设，流体的性质可以在流体内的所有点 上进行定义；流体性质可以看成空间位置和时间的连续
函数。例如： = (x, y, z, t)
说明:
一个判别连续介质模型是否可以接受的方法，就是比较流体微
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1.2 量纲、单位及物理量
1. 量纲
在物理学中，共有九个物理量被定义为“基本量纲”。 所有其他物理量的量纲可以用“基本量纲”进行表示。
基本量纲:
• 长度 • 质量 • 时间 • 温度 • 物质的量
• 电流 • 照度 • 平面角 • 立体角
0.225 m d 2
平均自 由程
分子的密度 (kg/m3)
分子的直径 (m)
分子的质量 (kg)
例题 2:
对于空气来说: m = 4.810-26 kg; d = 3.710-10 m; 标准的大气条 件为：压强101.3kPa ，温度15C
平均自由程: λ= 610-6 cm
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气体:
气体是物质的一种状态，在这种状态中，分子的运 动基本不受粘着力的限制，因此气体既没有固定的 形状，也没有固定的体积。
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1.3 气体和液体的连续介质模型
3. 连续介质模型
平均自由程:
分子间相互碰撞之前所运动的平均距离。
烛光
cd
弧度
rad
球面度 sr
英制
英尺 斯勒格 秒 兰金 安培 磅-摩尔 烛光 弧度 球面度
ft slug (32.2磅) sec °R(华氏度数) A lb-mol cd rad sr
说明:
流体力学中的一些导出量及其导出单位见教材 (p.6 table1.2)
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第一章:
基本概念
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Chapter 1: Basic considerations
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本章主要内容
1.1 引言 1.2 量纲, 单位及物理量 1.3 气体和液体的连续介质模型 1.4 压强和温度的度量 1.5 流体性质 1.6 守恒定律 1.7 热力学性质及其关系式 1.8 本章总结
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Chapter 1: Basic considerations
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本章教学目的
❖ 引入工程流体力学中常见的物理量及其量纲和单位 ❖ 对本课程涉及的流体进行定义 ❖ 介绍常见的流体性质 ❖ Basic considerations
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1.1 引言
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1.1 引言
❖ 机械工程师在设计水泵、涡轮机、内燃机、空 气压缩机、空调系统设备、污染控制装备以及 发电厂时，都需要对流体力学有深入的了解;
❖ 市政工程师利用流体力学的知识设计出管道系 统、污水处理厂、灌溉沟渠、防洪系统、以及 水坝，等等。
在内筒上扭必矩须dd。ur施加一扭粘个矩度的成大正小比与，流因体此的该
对近一似个假小设缝为隙线的性系分施扭统布加矩的来，说因(此h有<<：R )，缝圆隙筒中系个的统扭流可矩体以仪速作。为度一可以
du R
dr h
T 2RL R 2R3L
h
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的流体性质(特性)。
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1.5 流体性质
流体微元在 x 方向上以 不同的速度运动，因此 微元的运动速度 u 随 y 坐标变化，从而导致流