流体复习整理资料
第一章 流体及其物理性质
1.流体的特征——流动性:
在任意微小的剪切力作用下能产生连续剪切变形的物体称为流体。也可以说能够流动的物质即为流体。
流体在静止时不能承受剪切力，不能抵抗剪切变形。
流体只有在运动状态下，当流体质点之间有相对运动时，才能抵抗剪切变形。 只要有剪切力的作用，流体就不会静止下来，将会发生连续变形而流动。
运动流体抵抗剪切变形的能力（产生剪切应力的大小）体现在变形的速率上，而不是变形的大小（与弹性体的不同之处）。 2.流体的重度：单位体积的流体所的受的重力，用γ表示。 g 一般计算中取9.8m /s 2
3.密度：
=1000kg/
，
=1.2kg/
，
=13.6
，常压常温下，空气的密度大约是水的1/800
3. 当流体的压缩性对所研究的流动影响不大，可忽略不计时，这种流体称为不可压缩流体，反之称为可压缩流体。通常液体和低速流动的气体（Ｕ<70m ／s ）可作为不可压缩流体处理。
4.压缩系数：
弹性模数：
2
1d /d p
p E N m ρ
βρ
=
=
膨胀系数：
）
（K /1d d 1d /d T
V
V T V V t ==
β
5.流体的粘性：运动流体存在摩擦力的特性（有抵抗剪切变形的能力），这就是粘滞性。流体的粘性就
是阻止发生剪切变形的一种特性，而摩擦力则是粘性的动力表现。温度升高时，液体的粘性降低，气体粘性增加。
6.牛顿摩擦定律： 单位面积上的摩擦力为：
摩擦力为：
此式即为牛顿摩擦定律公式。其中：μ为动力粘度，表征流体抵抗变形的能力，它和密度的比值称为流体的运动粘
3
/g N m γρ=p
V
V p V V p
d d 1d /d -=-=β21d 1d /d d p V m N
V p p
ρ
βρ=-
=
h
U
μ
τ=dy
du A h U A
A T μμτ===ρ
μ
ν＝
度ν
摩擦力是成对出现的，流体所受的摩擦力总与相对运动速度相反。为使公式中的τ值既能反映大小，又可表示方向，必须规定：公式中的τ是靠近坐标原点一侧(即t -t 线以下)的流体所受的摩擦应力，其大小为μ du/dy ，方向由du/dy 的符号决定，为正时τ与u 同向，为负时τ与u 反向，显然，对下图所示的流动，τ＞0， 即t —t 线以下的流体Ⅰ
受上部流体Ⅱ拖动，而Ⅱ受Ⅰ的阻滞。
粘性受温度影响明显：
气体粘性：分子热运动， 温度升高，粘性增加；液体粘性：分子间吸引力，温度升高，粘性下降。 7.理想流体：粘性系数很小，可以忽略粘性的流体 ，
第二章 流体静力学
1.作用于流体上的力按作用方式可分为表面力和质量力两类。
表面力：是毗邻流体或其它物体作用在隔离体表面上的直接施加的接触力
质量力：是流体质点受某种力场的作用而具有的力，它的大小与流体的质量成正比。单位质量力：单位质量流体所
受到的质量力。在非惯性系中，质量力除了重力外还包括惯性力。 惯性力： 单位质量力的惯性力分力： 2.流体静压强的两个特性 ：方向性（流体静压力的方向总是沿着作用面的法线方向）；在静止流体中任意一点静压强的大小与作用的方位无关，其值均相等，仅取决于作用点的空间位置。
3.等压面：在平衡流体中，压力相等的各点所组成的面称为等压面。在等压面上d p =0。因流体密度ρ≠0，可得等压面微分方程：X d x +Y d y +Z d z =0
等压面具有以下两个重要特性：特性一，在平衡的流体中，通过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直。 特性二，当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。
4.重力场中流体静力学基本方程：适用条件:作用在流体上的质量力只有重力；均匀的不可压缩流体.
0=μa m F m
-=a
f m
-=
在重力场中X =0, Y =0, Z =-g
=, 即：
c
p z p z =+
=+
γ
γ
2
21
1；
在静力学基本方程式 中，各项都为长度量纲，称为水头（液柱高）。
z 表示位置水头；γ
p
表示压强水头；
γ
p
z +
表示静水头也称为测压管水头。在重力场中，平衡流体各点的静水
头 相等，测压管水头线是一条水平线。
测压管水头的含义：在有液体的容器壁选定测点，垂直于壁面打孔，接出一端开口与大气相通的玻璃管，即为测压管。
能量意义：
z 表示位置势能；γ
p
表示压强势能；
γ
p
z +
表示总势能。位置势能与压强势能可以互相转换，但它
们之和——总势能是保持不变的，并可以相互转化
5.确定等压面的原则：在重力场中，静止、同种、连续的流体中，水平面是等压面。
6.常用的液柱高度单位有米水柱(m H 2O )、毫米汞柱(mm Hg )等
帕斯卡原理: 在重力作用下不可压缩流体表面上的压强，将以同一数值沿各个方向传递到流体中的所有流体质点,
7.绝对压强:以完全真空为零点，记为 p;
相对压强（表压）：以当地大气压 p a 为零点，记为 p g 两者的关系为: p=p g + p a 真空度：相对压强为负值时，其绝对值称为真空压强。
今后讨论压强一般指相对压强，省略下标，记为 p ，若指绝对压强则特别注明。
8.液体相对平衡，就是指液体质点之间没有相对运动，但盛装液体的容器却对地面上的固定坐标系有相对运动的状态。原理：达朗伯原理。 这时流体处于惯性运动状态，流体平衡微分方程仍适用。基本方程： d p =ρ(X d x +Y d y +Z d z )
()
Zdz Ydy Xdx dp ++=ρρc
p
z =+
γ
h
p p γ+=0c
p
z =+
γ0=+∑a F gh
p p ρ+=0
