流体力学基础知识

第一章流 体 力 学 基 本 知 识学习本章的目的和意义： 流体力学基础知识是讲授建筑给排水的专业基础知识，只有掌握了该部分知识才能更好的理解建筑给排水课程中的相关容。§1-1 流体的主要物理性质1． 本节教学容和要求 ：1.1 本节教学容：流体的 4 个主要物理性质。1.2 教学要求：（1）掌握并理解流体的几个主要物理性质（2）应用流体的几个物理性质解决工程实践中的一些问题。1.3 教学难点和重点：难点：流体的粘滞性和粘滞力重点：牛顿运动定律的理解。2．教学容和知识要点：2.1 易流动性（1）基本概念：易流动性——流体在静止时不能承受切力抵抗剪切变形的性质称易流动性。流体也被认为是只能抵抗压力而不能抵抗拉力。易流动性为流体区别与固体的特性2.2 密度和重度（1）基本概念：密度——单位体积的质量，称为流体的密度即：ρ =VMM—— 流体的质量，kg ; V—— 流体的体积，m3 。常温，一个标准大气压下 Ρ 水=1×103kg/ m3Ρ 水银=13.6 ×103kg/ m3基本概念：重度：单位体积的重量，称为流体的重度。重度也称为容重。γ =VGG—— 流体的重量，N ; V—— 流体的体积，m3 。 G=mg ∴γ =ρ g 常温，一个标准大气压下 γ 水=9.8 ×103kg/ m3γ 水银=133.28 ×103kg/ m3密度和重度随外界压强和温度的变化而变化液体的密度随压强和温度变化很小，可视为常数，而气体的密度随温度压强变化较大。2..3 粘滞性（1）粘滞性的表象基本概念：流体在运动时抵抗剪切变形的性质称为粘滞性。当某一流层对相邻流层发生位移而引起体积变形时，在流体中产生的切力就是这一性质的表现。为了说明粘滞性由流体在管道中的运动速度实验加以分析说明。用流速仪测出管道中某一断面的流速分布如图一所示设某一流层的速度为 u,则与其相邻的流层为 u+du,du为相邻流层的速度增值，设相邻流层的厚度为 dy，则 du/dy叫速度梯度。由于各流层之间的速度不同，相邻流层间有相对运动，便在接触面上产生一种相互作用的剪切力，这个力叫做流体的摩擦力，或粘滞力。平板实验（2）牛顿摩擦定律基本概念：牛顿在平板实验的基础上于 1867年在所著的《自然哲学的数学原理》中提出了流体摩擦力的假说—— 牛顿摩擦定律：当切应力一定时，粘性越大，剪切变形的速度越小，所以粘性又可定义为流体阻抗剪切变形速度的特性。μ ——是比例系数，称为动力粘度，μ越大，流体越粘，流动性越差。单位为 Pa..s ν ——运动粘度，m2...