第一章 绪论
１ 本章考情分析
本章主要介绍了流体力学中的最基本概念和流体的主要力学性质，考试中主要在名词解释、简答
以及小计算题涉及，相对来说属于基础题，但切不可掉以轻心，本章是理解全书的基础。在试卷后五
道计算大题中，本章的内容虽不会直接予以考察，但对于理解题目、分析和计算中占有举足轻重的地
位，所以这一章显得尤为关键。
２．本章框架结构
本章首先介绍了流体的概念，然后介绍了流体的主要力学性质，继而按照流体上力的作用方式分
析了作用在流体上的力。最后阐述了力学模型及三大假设。
３．［考点精讲］
考点一 流体的概念
（１）流体
流体指可以流动的物质，包括气体和液体。
特点（与固体比较）：流体分子间引力较小，分子运动剧烈，分子排列松散，流体不能保持一定的形
状，具有较大的流动性。
（２）气体和液体差别：
一是气体具有很大的压缩性，液体压缩性非常小；
二是气体将充满整个容器，而液体则有可能存在自由液面。
（３）流体的分类：
一、按流体作用力的角度分类：
流体静力学、流体运动学、流体动力学
二、按力学模型分类：
理想流体动力学、
粘性流体动力学、
非牛顿流体力学、
可压缩流体动力学、不可压缩流体动力学
（４）牛顿流体与非牛顿流体
符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，牛顿流体受力后极易变形，是切应力与变形率成正比
的低粘性流体。凡不同于牛顿流体的流体都称为非牛顿流体。1——蔡增基《流体力学》
考点精讲及复习思路常见的牛顿流体：空气，水，酒精，特定温度下的石油等；
常见的非牛顿流体：聚合物溶液，原油，血液等。
（５）实际流体和理想流体
实际流体：粘度不为０的流体称为实际流体或粘性流体。
理想流体：粘性为０的流体称为理想流体或无粘流体。
（６）不可压缩流体：
不可压缩流体是指每个质点在运动全过程中密度不变的流体，对于均值的不可压缩流体，密度是
是处处都不变化，即ρ＝常数。
液体分子距很难缩小，而可以认为液体具有一定的体积，因此通常称为不可压缩流体
考点二 连续介质假设
（１）连续介质假设定义
流体力学泵与风机
主讲教师：杨艺
E-mail：yiyang_1@广东海洋大学工程学院
热能与动力工程系
电话：13902501802
参考书:
[1] 流体力学泵与风机, 许玉望主编, 中国建
筑工业出版社, 第一版
[2] 流体力学, 吴望一主编, 北京大学出版社,
第一版
[3] 流体力学基本理论与方法, 赵克强,韩占忠
编, 北京理工大学出版社, 第一版图书馆索取
号:o35/06
[4] 流体力学水力学题解, 莫乃榕,槐文信编, 华
中科技大学出版社, 第一版图书馆索取号:o35-
44/M864
[5] 流体力学学习方法及解题指导, 程军等编,
同济大学出版社, 第一版图书馆索取
号:o35/c540第一章诸论
第一节流体力学的研究对象、任务及其应用
流体力学是研究流体机械运动规律及其应用的科学，
是力学的一个重要分支。
流体力学研究对象是液体和气体，统称为流体。
流体力学的任务是研究流体平衡和运动的力学规律，
及其在工程中的应用。✓定义
✓研究对象
✓研究任务流体力学泵与风机
在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形
的物质，称为流体。第一章诸论
✓分类
流体力学可分为理论力学和工程流体力学。前者以理
论研究为主，后者研究实际工程中的流体力学问题。第一节流体力学的研究对象、任务及其应用
流体力学又可分为水力学和气体动力学。
水力学研究不可压缩流体，主要是液体和一定条件下
气体的平衡和运动规律；
气体动力学研究可压缩流体，主要是气体的平衡和运
动规律。
流体力学组成：一是研究流体平衡规律的流体静力学；
二是研究流体运动规律的流体动力学。✓组成流体力学泵与风机流体力学泵与风机第一章诸论
第一节流体力学的研究对象、任务及其应用
✓流体力学发展简史：
第一阶段（16世纪以前）：流体力学形成的萌芽阶段
➢公元前2286年－公元前2278年
大禹治水——疏壅导滞（洪水归于河）
➢公元前300多年
李冰都江堰——深淘滩，低作堰
➢公元584年－公元610年
隋朝南北大运河、船闸应用
流体力学基础 第一节 空气在管道中流动的基本规律
一、流体力学基础 第一节 空气在管道中流动的基本规律
第一章 流体力学基础
第一节空气在管道中流动的基本规律
工程流体力学以流体为对象，主要研究流体机械运动的规律，并把这些规律应用到有关实际工程中去。涉及流体的工程技术很多，如水力电力，船舶航运，流体输送，粮食通风除尘与气力输送等，这些部门不仅流体种类各异，而且外界条件也有差异。
通风除尘与气力输送属于流体输送，它是以空气作为工作介质，通过空气的流动将粉尘或粒状物料输送到指定地点。由于通风除尘与气力输送是借助空气的运动来实现的，因此，掌握必要的工程流体力学基本知识，是我们研究通风除尘与气力输送原理和设计、计算通风除尘与气力输送系统的基础。
本章中心内容是叙述工程流体力学基本知识，主要是空气的物理性质及运动规律。
一、流体及其空气的物理性质
(一) 流体
通风除尘与气力输送涉及的流体主要是空气。
流体是液体和气体的统称，由液体分子和气体分子组成，分子之间有一定距离。但在流体力学中，一般不考虑流体的微观结构而把它看成是连续的。这是因为流体力学主要研究流体的宏观运动规律它把流体分成许多许多的分子集团，称每个分子集团为质点，而质点在流体的内部一个紧靠一个，它们之间没有间隙，成为连续体。实际上质点包含着大量分子，例如在体积为10-15厘米的水滴中包含着3×107个水分子，在体积为1毫米3的空气中有2.7×1016个各种气体的分子。质点的宏观运动被看作是全部分子运动的平均效果，忽略单个分子的个别性，按连续质点的概念所得出的结论与试验结果是很符合的。然而，也不是在所有情况下都可以把流体看成是连续的。高空中空气分子间的平均距离达几十厘米，这时空气就不能再看成是连续体了。而我们在通风除尘与气力输送中所接触到的流体均可视为连续体。所谓连续性的假设，首先意味着流体在宏观上质点是连续的，其次还意味着质点的运动过程也是连续的。有了这个假设就可以用连续函数来进行流体及运动的研究，并使问题大为简化。
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第1章绪论
一、概念
1、什么是流体？
在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物质叫做流体（易流动性是命名的由来）
流体质点的物理含义和尺寸限制？
宏观尺寸非常小，微观尺寸非常大的任意一个物理实体宏观体积极限为零，微观体积大于流体分子尺寸的数量级
什么是连续介质模型？连续介质模型的适用条件；
假设组成流体的最小物质是流体质点，流体是由无限多个流体质点连绵不断组成，质点之间不存在间隙。
分子平均自由程远远小于流动问题特征尺寸
2、可压缩性的定义；
作用在一定量的流体上的压强增加时，体积减小
体积弹性模量的定义、与流体可压缩性之间的关系及公式；
Ev=-dp/（dV/V）压强的改变量和体积的相对改变量之比
Ev=1/Kt体积弹性模量越大，流体可压缩性越小
气体等温过程、等熵过程的体积弹性模量；
等温Ev=p
等嫡Ev=kpk二Cp/Cv
不可压缩流体的定义及体积弹性模量； 2
作用在一定量的流体上的压强增加时，体积不变
Ev=dp/（dp/p）（低速流动气体不可压缩）
3、流体粘性的定义；
流体抵抗剪切变形的一种属性
动力粘性系数、运动粘性系数的定义、公式；
动力粘度：|1,单位速度梯度下的切应力U=T/（dv/dy）
运动粘度：V,动力粘度与密度之比，v=u/p
理想流体的定义及数学表达；
V=|!=0的流体
牛顿内摩擦定律（两个表达式及其物理意义）;
T=+-|idv/dy（T大于零）、T=^V/8切应力和速度梯度成正比粘性产生的机理，粘性、粘性系数同温度的关系；液体：液体分子间的距离和分子间的吸引力,温度升高粘性下降气体：气体分子热运动所产生的动量交换,温度升高粘性增大牛顿流体的定义；符合牛顿内摩擦定律的流体
4、作用在流体上的两种力。
质量力：与流体微团质量大小有关的并且集中在微团质量中心上的力
表面力：大小与表面面积有关而且分布在流体表面上的力
二、计算
1、牛顿内摩擦定律的应用－间隙很小的无限大平板或圆筒之间的流动.
