提綱流體的概念流動(dòng)的類型粘性系數(shù)表面張力壓力分布液體泄漏流體這個(gè)概念Figure

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固體、液體、氣體的分子結(jié)構(gòu)之比較什么是流體？流體，是與固體相對(duì)應(yīng)的一種物體形態(tài)，是液體和氣體的總稱.由大量的、不斷地作熱運(yùn)動(dòng)而且無固定平衡位置的分子構(gòu)成的，它的基本特征是沒有一定的形狀并且具有流動(dòng)性。包括：Liquids,gases,andplasmas流體靜力學(xué)研究處于平衡狀態(tài)的液體，常見概念包括：密度、壓力、浮力等；流體動(dòng)力學(xué)研究處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的流體，常見概念包括湍流，能量，渦量等；什么是流體力學(xué)？應(yīng)用于不管是靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)的液體或氣體的應(yīng)用力學(xué)統(tǒng)稱為流體力學(xué)。Fluidmechanics=fluidstatics+fluidkinematics流體力學(xué)=靜力學(xué)+運(yùn)動(dòng)學(xué)Fluiddynamics=fluidmechanics+heattransfer流體動(dòng)力學(xué)=流體力學(xué)+傳熱學(xué)Firedynamics=thermodynamics+fluiddynamics+heattransfer+Combustion火災(zāi)動(dòng)力學(xué)=熱力學(xué)+流體力學(xué)+傳熱學(xué)+燃燒學(xué)帕斯卡定律密封液體所受到的壓力會(huì)無損地傳遞到整個(gè)容器的各個(gè)角落。例如擠牙膏這個(gè)動(dòng)作，就是帕斯卡定律的最好說明。千斤頂，是帕斯卡定律的另一個(gè)說明。密度液體的密度

,定義成單位容積的質(zhì)量，受到溫度和壓力的影響。

=mass/volume=m/V

單位通常是kg/m3典型密度

水

=1000kg/m3;空氣

=1.23kg/m3

。在一個(gè)大氣壓下粘性()粘性是液體內(nèi)部粘性的表達(dá)；代表內(nèi)部的摩擦程度；流動(dòng)液體的內(nèi)部阻力來源于分子之間的粘性和動(dòng)量交換。流體的粘性依賴于溫度：對(duì)液體，溫度增加，粘性降低；對(duì)氣體，溫度增加，粘性增加；粘性對(duì)于動(dòng)能的耗散過程非常重要。粘性系數(shù)Viscosity粘性是描述流體黏性大小的物理量，也稱黏度，黏滯系數(shù)，動(dòng)力黏度。粘性可認(rèn)為是導(dǎo)致能量損失的，產(chǎn)生液體流動(dòng)阻力的內(nèi)部摩擦阻力。在牛頓黏性定律中，當(dāng)流體的流動(dòng)為層流時(shí)，則在層與層之間所作用的黏性力f分別與液體中定向運(yùn)動(dòng)的速度梯度du/dz及流動(dòng)方向切向面積A成正比的關(guān)系，其比例系數(shù)η稱為黏度或黏性系數(shù)，Units:N.s/m2orkg/m/sTypicalvalues:Water=1.14x10-3kg/m/s;Air=1.78x10-5kg/m/s湍流牛頓粘性公式-viscosity(coeff.ofviscosity)固定非滑動(dòng)平板

fixedno-slipplate

在某一點(diǎn)的粘性力是粘性的線性關(guān)系液體表面舉例，海水中風(fēng)吹流動(dòng)-kinematicviscosity運(yùn)動(dòng)粘性非牛頓流體（泡沫）非牛頓流體牛頓流體(線性關(guān)系)非牛頓流體（非線性關(guān)系）

在本課中，我們只考慮牛頓流體。非牛頓流體包括瀝青、泡沫、血液、乳化劑、油漆等經(jīng)典的非牛頓流體實(shí)驗(yàn)通常情況下，液體的粘性隨著溫度的增加而降低，即加溫改善流動(dòng)性；氣體的粘性隨著溫度的額增加而升高，即燃燒趨層流。不同流體的粘性系數(shù)偉大藝術(shù)家的觀察力流體的耗散過程與能譜表面張力液體表面任意二相鄰部分之間垂直于它們的單位長(zhǎng)度分界線相互作用的拉力。表面張力的形成同處在液體表面薄層內(nèi)的分子的特殊受力狀態(tài)密切相關(guān)。表面張力的存在形成了一系列日常生活中可以觀察到的特殊現(xiàn)象。例如：截面非常小的細(xì)管內(nèi)的毛細(xì)現(xiàn)象、肥皂泡現(xiàn)象、液體與固體之間的浸潤(rùn)與非浸潤(rùn)現(xiàn)象等。改性水的添加劑特征減少粘性

增加粘性

目的增加流動(dòng)性降低流動(dòng)性名稱Wettingagent浸潤(rùn)水Thickeningagent粘稠水水的粘性Thinner稀水Thicker厚水表面張力-+表面積+-覆蓋范圍+-流動(dòng)阻力-+A類燃料的滲透率+-吸熱能力-+混合地點(diǎn)阻力小，遠(yuǎn)處混合阻力大，泵浦出口混合液滴動(dòng)力學(xué)小液滴，全淹沒大液滴，局部穿透黏著力分散黏著火場(chǎng)運(yùn)用對(duì)陰燃、地下煤火有效Moppingupsmolderingfire/finalcleanup最初運(yùn)用，希望水柱的穿透力Initialattackandpretreatmentoffuel連續(xù)性方程管內(nèi)流體，流入等于流出；相當(dāng)于質(zhì)量守恒定律ρA1v1Δt=ρA2v2ΔtA1v1=A2v2伯努利方程伯努利方程或定理P1

+ρgy1+1/2ρv12=P2+ρgy2+1/2ρv22下標(biāo)指代液體流線中的亮點(diǎn)靜止時(shí)

(v1=v2=0）得到狀態(tài)方程；這僅適用于理想流體靜壓力分布方程在均勻密度場(chǎng)中的垂直壓力分布于密度成正比。小孔泄漏應(yīng)用伯努利定理，我們可以得到小孔射流的公式如下：泄漏因子或形狀因子Cd泄漏因子是流體狀態(tài)和小孔直徑的流動(dòng)條件的結(jié)果經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則包括：銳角的小孔，或高雷諾數(shù)流動(dòng)（大于30000）直接選用0.61.這意味著液體的流動(dòng)與小孔的尺寸無關(guān)，達(dá)到充分湍流的狀態(tài)。對(duì)于完全圓形處理的小孔，泄漏因子趨近與1.0；對(duì)容器上設(shè)計(jì)的短管輸出（直徑比不小于3），泄漏因子大約是0.81.如果不知道其他條件，或存在不確定性，使用1.0的最大量取得保守的估計(jì)。源頭模型氣體的泄漏液體的泄漏某廠生成的空氣柜，因外力撞擊而產(chǎn)生一個(gè)小孔發(fā)生漏氣。小孔面積是19.6cm2因空氣柜中的氣體由此發(fā)生大氣泄漏。一直空氣柜中的壓力是2.5x105Pa（2.5atm），絕熱指數(shù)是

，求空氣泄漏的最大質(zhì)量流量。解答：首先判斷空氣泄漏的臨界壓力是大氣壓是1.0x105Pa，小于臨界壓力，則空氣泄漏的最大質(zhì)量流量是例題：氣體泄漏下午1點(diǎn)，工程的操作人員注意到輸送苯液體的壓力表讀數(shù)降低了，于是立即把壓力提升到690Pa。下午2:30，操作人員發(fā)現(xiàn)管道上有一個(gè)直徑為6.35毫米的小孔，并立即修復(fù)。估算流程的苯量。苯的密度按照879.4kg/m3來計(jì)算。（Crowl,pp115）解答：下午1點(diǎn)觀察到的壓力降低是泄漏開始的標(biāo)志。假設(shè)小孔泄漏一直發(fā)生在1pm到2:30pm.之間，總共90分鐘。則小孔的面積是：假設(shè)小孔是圓滑的，取孔流系數(shù)0.61，則所以苯的總泄漏量是：例題：液體泄漏2025/6/26青島原油泄漏大爆炸

November22,20132:30am發(fā)生泄漏3:00am泄漏被檢測(cè)，