公共基础（力学）精讲班第六章流体力学（一）.doc

勘察方案注册工程师流体力学张英第1节流体要紧物理性质及力学模型流体要紧物理性质：可以对流体运动跟呆板运动发作阻碍的性质一、流淌性二、质量、密度三、粘性四、压缩性与膨胀性流体的要紧物理性质一.流体的流淌性　　流体存在易流淌性，不克不迭坚持本身形状，运动流体几乎不克不迭承受拉力跟剪切力流体的流淌性受粘滞性制约二.流体的质量跟密度　对于匀质流体，单位体积流体所存在的质量为流体的密度4℃水的密度为：流体的重度：三.流体的粘滞性1〕粘滞性定义：流体在运动形状下，抵挡剪切变形的才干平板试验说清楚流体的粘滞性:两相邻液流层运动形状：两相邻液流层绝对运动形状每个流体层，受到的摩擦力均与本身的绝对运动倾向相反，内摩擦力的感染：妨碍流体的绝对运动(2)牛顿内摩擦定律　　由内摩擦力的特色拾掇出牛顿内摩擦力的数学表达式：式中：T——内摩擦力，N；τ——单位面积上的内摩擦力〔即粘滞切应力〕N/m2；μ——动力粘滞系数，与流体种类、温度有关，Pas；du/dy——速度梯度，s；A——接触面积,m2凡符合牛顿内摩擦定律的流体，即τ与du/dy呈过坐标原点的正比例关系的流体称为牛顿流体3)粘滞系数动力粘滞系数μ：是一个反响液体粘滞性大小的量。

运动粘滞系数ν：由于ν存在运动学量纲，故称为运动粘滞系数题6-1运动粘滞系数与动力粘滞系数的关系，两个系数的单位例6-1〔2005年〕已经清楚气氛的密度为ρ为1.205kg/m3,动力粘度〔动力黏滞系数〕μ为1.8310-5Pa•s，那么它的运动粘度〔运动黏滞系数〕v为〔〕A2.210-5s/㎡B2.210-5㎡/sC15.210-6s/㎡D15.210-6㎡/s解：运动黏度答案：D例题〔年〕气氛的粘性系数μ与水的粘性系数μ分不随温度的落低而〔〕A落低、下落B落低、落低C下落、落低D下落、下落解：液体的粘性系数μ随温度的变卦法那么与我们一样往常生活中粘滞性跟流淌性的不雅观点是不合的，比如：油的温度落低，流淌性变差，粘滞性增大年夜；这一特色是大年夜伙儿都了解到生活知识，由此可以揣摸：液体温度落低粘滞性增大年夜、流淌性落低；而气体的粘性特色与液体相反，即使不了解粘滞性的机理，也可以通过知识性知识去揣摸选择答案：A流体的要紧物理性质四.流体的压缩性跟膨胀性　1.压缩性　　液体受压力感染时，分子间距减小，流体的微不雅观体积减小，这种性质称为压缩性　　体积压缩系数:每增加单位压力，流体体积的绝对减小率或流体密度的绝对增加率。

四.流体的压缩性跟膨胀性弹性系数K：是压缩系数β的倒数:弗成压缩流体：比如水的体积弹性系数K≈2109Pa,那么有：增加一个大年夜气压，水的体积绝对变卦率小于万分之0.5，即压缩性可以忽略，这种流体称为弗成压缩流体即：2.膨胀性　　温度下落，流体的微不雅观体积增大年夜，称为膨胀性体积膨胀系数体积膨胀系数即为：温度每增加1C，流体体积的绝对增加率或流体密度的绝对减小率五.流体的力学模型〔一〕流体的连续介质模型从微不雅观上看，由于分子永不停息的热运动，决定了流体在时辰、空间上都充满着不均匀性、团聚性、随机性流体质点〔流体微团〕：流体力学把流体微团中所有流体分子的聚拢称为流体质点，这里的流体微团的体积为ΔV，是一种特色体积，流体微团包含了不可胜数个流体分子，微不雅观上充分小，微不雅观上充分大年夜流体的连续介质模型：流体力学将流体质点作为最全然的研究单位，流体质点之间不漏洞，连续充满流体所占据的空间，因此将流体运举动为由无数个流体质点所形成的连续介质的运动，即连续介质模型〔二〕梦想流体模型理论流体：指存在粘度的流体，在运动时存在抵挡剪切变形的才干，即存在摩擦力，粘性系数m0梦想流体：是指既无粘性又完好弗成压缩的一种想象流体，即m=0，不克不迭抵挡剪切变形。

即梦想流体不阻力，不能量丧失落题6-2，题6-3梦想流体不雅观点-----假设的无粘性流体例6-2〔2006年〕梦想流体与理论流体的要紧差别在于〔〕A密度B黏性C压缩性D表面张力解：梦想流体为假设的无黏性流体答案：B例6-3〔年〕梦想流体的全然特色是〔〕A黏性系数是常数B弗成压缩C无黏性D符合牛顿内摩擦定律解：梦想流体为假设的无黏性流体答案：C第二节流体静力学流体静力学：要紧讨论流体处于运动形状下的力学平衡法那么一、感染在流体上的力〔一〕质量力感染在每个流体质点上，其大小与流体质量成正比如：重力、惯性力，都与质量成正比，全然上质量力单位质量力：单位质量的流体受到的质量力单位质量力的分量可以表示为：如流体只受到重力感染，那么单位质量力在三个倾向的分量为：〔二〕表面力感染在流体的表面上，与感染面积成比例的力如：大年夜气压力、密闭容器液面压力等表面力可分为：垂直于感染面的压力沿着感染面切线倾向的切向力二.流体静压强及其特色静水压强的定义：静水压强的特色：1. 静水压强的倾向垂直指向感染面2. 运动流体中，感染于一致点各倾向的静水压微小小相当即：静水压强的大小与感染面方位有关题6-4，题6-5静水压强的大小与感染面方位有关，各个倾向的数值相当例6-4〔年〕按照静水压强的特色，运动液体中一致点各倾向的压强〔〕A数值相当B数值不等C仅水平倾向数值相当D铅直倾向数值最大年夜解：按照静水压强第二特色，一致点压强在各个倾向上相当，与感染面方位有关。

答案：A例6-5〔年〕运动的液体中，任一点的压强的大小与以下哪一项有关？〔〕A本地重力加速度B受压面的倾向C该点的位置D流体的种类解：按照静水压特色，流体静压微小小与受压面的倾向有关按照水静力学全然方程静水压微小小与ρ、g、h均有关答案：B三、仅受重力感染时静水压强全然方程流体仅受到重力感染时，静水压强分布法那么为：---淹没深度为h的点的压强---液面压强---液体密度---重力加速度---淹没深度题6-6已经清楚水深跟密度，求压强，开门见山用公式打算即可例6-6〔2005年〕已经清楚油的密度ρ为850㎏/m3，在露天油池面下5m处绝对压强为〔〕A4.25PaB4.25kPaC41.68PaD41.68kPa解：按照静压强全然方程油面为本地大年夜气压，绝对压强p0=0，故：答案：D三、仅受重力感染时静水压强全然方程流体仅受到重力感染时，静水压强分布法那么为：四、静水压强的基准跟表示方法〔一〕.静水压强的两种计量基准：绝对压强：p’以绝对真空为零点起算的压强绝对压强：p以本地大年夜气压为零点起算的压强压力表的读数为绝对压强真空度：用pv表示,当绝对压强为负值时，其绝对值为真空度绝对压强=绝对压强+本地大年夜气压绝对压强=绝对压强-本地大年夜气压真空度=本地大年夜气压-绝对压强真空度也可以表示为：绝对压强小于大年夜气压时，小于大年夜气压的部分为真空度1at=98KN/m2=98KPa题6-7，题6-8，题6-10绝对压强=绝对压强+本地大年夜气压绝对压强=绝对压强-本地大年夜气压金属压力表的读数是绝对压强题6-7〔年〕运动油面〔油面上为大年夜气〕下3m深度处的绝对压强为以下哪一项？〔〕〔油的密度为800kg/m3，本地大年夜气压为100kpa〕A3kpaB23.5kpaC102.4kpaD123.5kpa解：绝对压强要计及表面压强p0。

按照式中p0=100kpa答案：D四、静水压强的基准跟表示方法〔二〕压强的三种表示方法：应力单位：单位面积上的压力液柱高度：米水柱mH2O、毫米汞柱大年夜气压：常用大年夜气压的倍数表示压力工程大年夜气压：标准大年夜气压：题6-8〔2006年〕液体中某点的绝对压强为100kN/㎡，那么该点的绝对压强为〔〕kN/㎡〔本地大年夜气压强为1个工程大年夜气压〕A1B2C5D10解：绝对压强等于绝对压强减去本地大年夜气压强，即那么p=100-98=2kpa=2kN/㎡答案：B题6-10〔2005年〕金属压力表的读值是〔〕A绝对压强B绝对压强加本地大年夜气压C绝对压强D绝对压强加本地大年夜气压解：金属压力表的读值是绝对压强答案：A。