流體的基本性質(zhì)1流體基本概念2流體基本性質(zhì)目錄CONTENTS1.流體基本概念流體：能流動(dòng)的物質(zhì)為流體。通常我們把液體和氣體稱之為流體。力學(xué)的語(yǔ)言：在任何微小剪切力的持續(xù)作用下能夠連續(xù)不斷變形的物質(zhì)，稱為流體。4特性：具有流動(dòng)性和不能保持一定形狀的特性。液體：不易被壓縮；氣體：具有很大的壓縮性。流體連續(xù)介質(zhì)假設(shè)在流體力學(xué)中，取流體微團(tuán)來(lái)作為研究流體的基元。所謂流體微團(tuán)是一塊體積為無(wú)窮小的微量流體，由于流體微團(tuán)的尺寸極其微小，故可作為流體質(zhì)點(diǎn)看待。這樣，流體可看成是由無(wú)限多連續(xù)分布的流體微團(tuán)組成的連續(xù)介質(zhì)。52.流體基本性質(zhì)密度ρ：流體單位體積內(nèi)所具有的質(zhì)量。體積：流體密度的倒數(shù)稱為流體的比體積。密度壓縮性流體所承受的壓力增大時(shí)，流體體積縮小的性質(zhì)稱為壓縮性。膨脹性流體溫度升高時(shí)，流體體積增大的性質(zhì)稱為膨脹性。在工程實(shí)際中常常忽略液體壓力變化時(shí)體積的改變，把液體的密度視為常數(shù)，這種液體稱為不可壓縮流體。7黏性：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，在流層之間產(chǎn)生內(nèi)摩擦的特性。內(nèi)摩擦定律：相鄰兩層流體間的內(nèi)摩擦力Τ的大小與兩流層的接觸面積A和速度差dv成正比，與兩層流體間的距離dy成反比，并與流體種類及溫度有關(guān)。黏度：反應(yīng)流體粘滯性大小的參數(shù)。溫度對(duì)黏度的影響：

溫度升高，液體黏度下降，氣體黏度升高。8流體靜力學(xué)1流體靜壓強(qiáng)及其特性2流體靜力學(xué)方程目錄CONTENTS3流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用1.流體靜壓強(qiáng)及其特性在工程應(yīng)用中，以地球作為慣性參考坐標(biāo)系，把流體內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而且相對(duì)于地球表面也不運(yùn)動(dòng)的流體稱為靜止流體；把流體的各部分之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。流體靜力學(xué)研究的是流體在靜止或平衡狀態(tài)下的規(guī)律及其在工程實(shí)際中的應(yīng)用。12KPAⅡⅠdpdA總壓力P：任意面積A上所受到的總作用力。單位：N平均壓力：?jiǎn)挝幻娣e上所承受的作用力。靜壓力p：13靜止流體中任意一點(diǎn)流體壓力的大小與作用面的方向無(wú)關(guān)，即任一點(diǎn)上各方向的流體靜壓力都相同。ABCDxzydxdydzpxpzpypnαβγ142.流體靜力學(xué)方程P=Po+ρgh只適用于不可壓縮流體（通常是液體），可以求靜止液體中任意一點(diǎn)的靜壓力。式中h是靜止流體中任意點(diǎn)在自由液面下的深度。16(1)在重力作用下的靜止液體中，靜壓強(qiáng)隨深度按線性規(guī)律變化，即隨深度的增加，靜壓強(qiáng)值成正比增大。(2)在靜止液體中，任意一點(diǎn)的靜壓強(qiáng)由自由液面上的壓強(qiáng)p0和該點(diǎn)到自由液面的單位面積上的液柱重量ρgh之和。(3)在靜止液體中，位于同一深度(h＝常數(shù))的各點(diǎn)的靜壓強(qiáng)相等，即任一水平面都是等壓面。yPoZZox0hKZ17P0P1P2Z1Z2（1）當(dāng)p1=p2時(shí)，則z1=z2；反之，當(dāng)z1=z2時(shí)，則p1=p2

。即等壓面為水平面，水平面為等壓面。（2）當(dāng)z1>z2時(shí)，p1<p2，即位置較低點(diǎn)處的壓強(qiáng)恒大于位置較高點(diǎn)處的壓強(qiáng)。183.流體靜力學(xué)方程及其應(yīng)用20壓差計(jì)用于測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間或兩個(gè)壓力容器間的壓強(qiáng)差。常采用U型管。ph112Ah2ρ2ρpa液柱式測(cè)壓計(jì)連通器連通器是由兩個(gè)或幾個(gè)底部相通的容器組成的一種特殊容器。21低壓加熱器中，蒸汽加熱凝結(jié)水后冷卻成疏水，疏水一般經(jīng)疏水裝置自動(dòng)排出，引入凝汽器熱水井。小機(jī)組的疏水可以由簡(jiǎn)單的U形水封管作為低壓加熱器的水封疏水器，這種壓差平衡裝置就是利用連通器原理制造的。連通器在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用22圖中U形管內(nèi)液體為蒸汽加熱凝結(jié)水后冷卻形成的疏水，容器1、2內(nèi)自由液面的壓力p1>p2。在平衡狀態(tài)下：p1=p2+ρgh如果1內(nèi)的蒸汽不斷凝結(jié)，疏水會(huì)持續(xù)增加，導(dǎo)致U形管內(nèi)左側(cè)的水柱上升h’，這時(shí)p1和p2的壓力差不足以維持多余的液體，疏水自然就會(huì)從左向右流向壓力較低的一側(cè)，直到重新恢復(fù)平衡。U形管右側(cè)管內(nèi)始終有一段水柱存在，起到水封的作用，防止了蒸汽通過(guò)。23連通器在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用流體動(dòng)力學(xué)1流動(dòng)阻力2伯努利方程目錄CONTENTS3伯努利方程的應(yīng)用1.流動(dòng)阻力流體的流動(dòng)損失（流動(dòng)阻力）流體流動(dòng)時(shí)，為克服摩擦力所消耗的能量損失。原因：流體內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生摩擦（內(nèi)因）流體表面與流道壁面產(chǎn)生摩擦（外因）阻力的基本類型1.沿程阻力—在流動(dòng)的全行程上，流體因與壁面形成摩擦、以及內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生摩擦而造成的能量消耗；2.局部阻力—在流動(dòng)的局部地區(qū)，由于斷面突然變化或者流動(dòng)方向突然改變，而在流體內(nèi)部形成旋渦，使質(zhì)點(diǎn)之間形成碰撞和摩擦而造成的能量消耗。阻力的計(jì)算1.沿程阻力2.局部阻力3.總阻力流動(dòng)阻力大小，與阻力系數(shù)成正比，與流體動(dòng)能（c2/2g)成正比。2.伯努利方程

不可壓縮理想流體在重力場(chǎng)中作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，沿流線單位質(zhì)量流體的動(dòng)能、位勢(shì)能和壓力勢(shì)能之和是常數(shù)。P2v2z22--21-----1z1P1v1實(shí)際流體能量方程式不可壓縮理想流體在重力場(chǎng)中作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，沿流線單位質(zhì)量流體的動(dòng)能、位勢(shì)能和壓力勢(shì)能之和是常數(shù)。P2v2z22--21-----1z1P1v11伯努利方程實(shí)際流體能量方程式1伯努利方程各項(xiàng)含義：z表示單位重量流體的位置水頭（mH2O）表示單位重量流體的壓強(qiáng)水頭(mH2O）表示所研究流體由于速度v，在無(wú)阻力情況下，單位重量流體所能垂直上升的最大高度，稱之為速度水頭（mH2O）位置水頭、壓強(qiáng)水頭和速度水頭之和稱為總水頭。由于它們都表示某一高度，所以可用幾何圖形表示它們之間的關(guān)系。1伯努利方程物理意義：應(yīng)用范圍：不可壓縮理想流體在重力場(chǎng)中作定常流動(dòng)時(shí)，沿流線單位質(zhì)量流體的動(dòng)能、位勢(shì)能和壓強(qiáng)勢(shì)能之和是常數(shù)。(1)不可壓縮理想流體在重力場(chǎng)中的定常流動(dòng)；(2)同一條流線上的不同的點(diǎn)；沿不同的流線時(shí)，積分常數(shù)的值一般不相同。1伯努利方程bc1aa'2c'b'H總水頭線靜水頭線速度水頭位置水頭壓強(qiáng)水頭總水頭不可壓縮理想流體在重力場(chǎng)中作定常流動(dòng)時(shí)，沿流線單位重力流體的總水頭線為一平行于基準(zhǔn)線的水平線。2伯努利方程的應(yīng)用（1）能量方程的應(yīng)用步驟與方法：1、分析流動(dòng)：分析流動(dòng)過(guò)程，分析每個(gè)斷面的已知條件。2、選取計(jì)算斷面：盡量選取壓強(qiáng)或壓差已知的漸變流斷面上。3、選取位置勢(shì)能的基準(zhǔn)面：盡量選取通過(guò)總流的最低點(diǎn)或通過(guò)兩斷面中較低斷面的軸線。4、列方程求解：連續(xù)性方程和伯努利方程連立求解。原理：彎成直角的玻璃管兩端開口，一端的開口面向來(lái)流，另一端的開口向上，管內(nèi)液面高出水面h，水中的A端距離水面H0。（2）皮托管BAhH0由B至A建立伯努利方程2伯努利方程的應(yīng)用（2）皮托管動(dòng)壓管：靜壓管與皮托管組合成一體，由差壓計(jì)給出總壓和靜壓的差值，從而測(cè)出測(cè)點(diǎn)的流速。2伯努利方程的應(yīng)用（3）文丘里管2伯努利方程的應(yīng)用原理：文丘里管由收縮段和擴(kuò)張段組成，在入口前直管段上的截面1和喉部截面2兩處測(cè)量靜壓差，根據(jù)此靜壓差和兩截面的截面積可計(jì)算管道流量。h12△z12h（3）文丘里管2伯努利方程的應(yīng)用h12△z12h由1至2建立伯努利方程流速：體積流量：（4）虹吸管2伯努利方程的應(yīng)用在大氣壓力的作用下，液體流過(guò)高于吸人液面以上的管路而流向低處，這種現(xiàn)象稱為虹吸現(xiàn)象。（4）虹吸管2伯努利方程的應(yīng)用從吸人水面到虹吸管最高處的高度叫做虹吸高度。1)虹吸管內(nèi)具有足夠真空；2)吸人與排出液面之間有高度差。2伯努利方程的應(yīng)用（5）噴射泵類型：根據(jù)工作流體的不同，噴射泵有蒸汽噴射泵和液體噴射泵兩種。它們之間的差別主要在于噴嘴的結(jié)構(gòu)有些不同，蒸汽噴射泵的噴嘴呈擴(kuò)散狀(稱拉瓦爾噴嘴)，而液體噴射泵的噴嘴是縮口噴嘴。2伯努利方程的應(yīng)用（