流体力学第一讲流体的物理性质及流体静力学【内容提要】流体的主要物理性质:连续介质,理想流体,流体密度、密度,粘性,牛顿内摩擦定律,可压缩流体。流体静压强基本特性,重力作用下的压强基本方程,等压面原理,压强量测,绝对、相对压强,真空度,流体作用在平面和曲面上的总压力计算。【重点、难点】流体的粘度和运动粘度,作用在流体上的力:质量力和表面力;流体的静压强,静止流体作用在平面上,曲面上的总压力。【内容讲解】一、流体的主要物理性质1、流体和连续介质模型流体包括液体和气体。液体的体积有一定的大小并可以形成自由表面;气体则没有固定的体积,能充满整个容器。两者都几乎不能承受拉力;在静止状态下不能承受任何微小的剪切力,在剪切力作用下将产生连续的变形。承受压力时,液体不容易被压缩;气体则容易被压缩。液体和气体都是由分子组成的。这些分子不断地作无规则的热运动,分子之间又存在着空隙。因此,从微观的角度看,对流体的物理量的描述在时间上的分布是不连续的,在空间上的分布也是不连续的。工程问题中,任何一个宏观体积所包含的分子数目都是非常多的,而我们所感兴趣的流体的宏观特性就变成了所包含的大量分子的统计平均特性。因此,我们所讨论的流体并不以分子作为对象而是以一个引进的连续介质模型进行研究:认为流体是由连续分布的流体质点所组成的。或者说流体质点完全充满所占空间,没有空隙存在。描述流体运动的宏观物理量,如密度、速度、压强、温度等等都可以表示为空间和时间的连续函数,这样,就可以充分利用连续区数来对流体进行研究,不必考虑其微观的分子运动,只研究流体的宏观的机械运动。2、流体的密度流体单位体积内所具有的质量称为密度,以P表示。对于均质流体3、粘性流体在静止时不能抵抗剪切变形。但当两层流体之间有相对运动时,在它们的接触面上就会产生内摩擦力:运动快的流层对运动慢的流层产生拖动作用;运动慢的流层对运动快的流层产生阻力。这种内摩擦力起阻止流体内部相对运动的作用。流体具有内摩擦力的特性就是流体的粘性。或者说粘性就是流体具有抵抗剪切变形的能力。由于流体的粘性,流体在运动过程中必须为克服内摩擦力而做功,由此导致能量损失,从而使流体的运动变得更为复杂。根据牛顿内摩擦定律,任意两薄层间流体的切应力可表示为:V并不是所有流体都符合牛顿内摩擦定律的。有些流体不满足切应力与角变形速度成正比的关系,或者说它们的值并非与无关;这些流体如...