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/ I. X, i! ]# a( `& i 部分内容
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第1章 流体流动
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1.1 考点归纳
( E# X- a2 o6 F5 t 一、流体的物理性质
) L3 p; w3 |5 q' A3 b1 @6 C 1．连续介质假定
6 O! V- Q2 K& ?! [$ x* Y# N
（1）将流体视为由无数微团或质点组成的密集而无间隙的连续介质；
! Q1 g0 M M. P$ t; S
（2）连续性假设并不是在任何情况下都适用，如高真空下的气体就不能视为连续介质。
2 B( x8 i1 `5 | m. S* p1 @
2．流体的密度和比容
# q5 W# f6 N: j3 j' I. M （1）密度的定义与性质
; z) M# Q3 K/ d) b 流体的密度是指单位体积流体所具有的质量，以ρ表示。
8 |6 b: w% m2 E6 W
! h* j; j& g9 V5 ^. `& ^$ ` 比体积是指密度的倒数，以符号υ表示，它是指单位质量流体所占有的体积，即
3 F# H; Z0 t9 E
$ G, g( g& Z5 L
7 \/ v3 P2 A' I8 ? * U# p* u- j- J* B9 r, X/ @
液体的密度随着压力和温度的变化很小，一般可忽略不计，因此ρ＝常数。气体的密度随温度、压力改变较大。低压气体的密度可近似按理想气体状态方程计算
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6 s a$ Z8 g4 Y* b. \4 k 2 H" P# F/ z1 @+ \9 c, ?6 A9 X
+ e& D/ k* n" M. _0 F0 S% {
高压气体的密度可采用实际气体状态方程计算。
) r# A( \. s8 K' K
（2）流体混合物的密度
6 b) X! n) L% a+ x3 x' b2 B ①液体混合物的组成常用质量分数表示。以1kg液体混合物为基准，设各个组分在混合前后体积不变（理想溶液），则1kg混合物的体积等于各组分单独存在时体积之和，即
) P0 u3 |9 H* I' C
' P: Q% I( `$ Z; o, N; D/ I; l; J
( g& d3 u! [# `$ o" h + i7 p* L# e5 Z3 D8 w8 f4 Z. V5 d
ρA，ρB，…，ρn——各纯组分的密度，kg/m3；
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ωA，ωB，…，ωn——混合物中各组分的质量分数，kg/kg。
' j4 ~, |. S/ b. h/ v
②气体混合物的组成常用体积分数φ表示。以1m3气体混合物为基准，各组分的质量分别为φAρA，φBρB，φnρn，则1m3气体混合物的质量等于各组分质量之和，即
7 r" R' Y3 d" V# E3 T
ρm＝ρAφA＋ρBφB＋ρnφn
" M* J, \7 L, n5 m/ J$ D φA，φB，φn——气体混合物中各组分的体积分数，m3/m3。
, E6 l R# x9 W9 W0 w
3．流体的膨胀性和压缩性
. \( N0 A6 Y( B; a （1）膨胀性
1 i1 I0 T1 d& Y+ Y2 B 流体的膨胀性是指流体温度升高时其体积会增大的性质。膨胀性的大小用体积膨胀系数α表示。
2 v5 ? M: W5 |* Y8 S
* r; D+ R5 d4 W+ T+ v
+ c4 }6 k; _2 K! K6 a- X5 Q
# z6 I" r1 u) q dT——流体温度的增量，K；
# r) r8 d7 D3 j8 Q
dv/v——流体体积的相对变化量。
1 t- A: @8 G8 S' E3 x 液体的膨胀性通常可忽略不计，而气体的膨胀性相对很大。
) M! p' U4 C9 y/ p6 t( F/ R （2）可压缩性
1 C4 f1 ?& W' T' y& [& W# P' i 可压缩性是指流体受压力作用其体积会减小的性质。流体可压缩性的大小用体积压缩系数β来表征。
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* O6 C( |# M8 l5 o. E9 w, a$ V
# }! r8 a, M/ F
: D7 G3 K3 Y& F4 U* F' L4 { 负号表示dv与dp的变化方向相反。
' T3 s x: v8 e4 h
由于ρv＝1，故上式又可以写成
0 n+ f, K4 l5 C! t4 e 3 Y8 {* m r9 l8 ~: J" T
由β的表达式知，β值越大，流体越容易被压缩；反之，不易被压缩。
7 g _) U. t+ D0 ^5 F* p 4．流体的黏性
: ~# T5 Q$ |1 W L
（1）牛顿黏性定律
7 x. ~6 c( C1 l Q* n 流体在运动时，任意相邻流体层之间存在着抵抗流体变形的作用力，称为剪切力（内摩擦力）。流体的黏性是指流体所具有的在其内部产生阻碍自身运动的特性。
5 g8 _. `! t x) B9 [
①黏性的产生原因
/ I8 q# C$ T2 i; c7 R) Q) X a．流体分子之间的引力（内聚力）产生内摩擦力；
$ P7 N6 }# q/ m b．流体分子作随机热运动的动量交换产生内摩擦力。
' L4 r* J. Q3 C ②牛顿黏性定律
% W; v4 ]9 A# q; `* b) j
5 Q" T4 q" q! s. S
: A" |$ y1 U0 L- m% b( C' V
/ ? j& s8 y3 a% ]$ ? τ——剪应力或内摩擦力，N/m2；
2 X6 s V" e: C( L" o) b2 b `
μ——流体的动力黏度，简称黏度，Pa·s；
* B: ]' K& t2 P$ B
dux/dy——速度梯度，1/s。
' `7 ]0 ]! K. r 负号表示τ与速度梯度的方向相反。
+ q/ ` j3 _7 F- v ]( Q" ?) ^8 s （2）流体的黏度
* t! @, @& ^. M& _" W) ` μ表示单位速度梯度下流体的内摩擦力，它直接反映了流体内摩擦力的大小。在SI制中，μ的单位为N·s/m2或Pa·s。以前单位有泊（P）或厘泊（cP），换算关系为：1Pa·s＝10P＝1000cP。
: X S( f4 c* W: x
运动黏度是指流体黏度μ与密度ρ的比值，以ν表示
7 a! Z' E# |- y' k5 w' A 7 U. _6 L( a/ b: {! S
( F ?7 R' Y- f, k' Z. |8 Y. h2 v) f
# a( D- f! L# H8 F, i 在SI制中，ν的单位为m2/s，其非法定单位为cm2/s（St），它们的关系为
( q( {* s$ J. k$ T: p
1St＝100cSt＝10－4m2/s
- X9 }1 y5 k R; A5 n: @, e 当温度升高或压力降低时，液体黏度降低；温度降低、压力升高时，液体黏度增大。当温度升高时，气体黏性增大；当压力提高时，气体黏度减小。
# F* l6 x- |# h1 c; s3 U' c& H
（3）理想流体与黏性流体
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黏性流体或实际流体是指具有黏性的流体。理想流体是指假想的、完全无黏性（μ＝0）的流体。
& x# }+ Q. O7 y4 |% A
二、流体静力学
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1．静止流体的压力特性
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（1）静压力的定义
& B) I; s2 n! `6 i" i 静止流体内部没有剪应力，只有法向应力。静压力是指法向应力，以p表示。
8 [; o+ r3 m0 M D: W, y （2）静压力的特性
" [' o. T4 A/ \5 w) L ①流体静压力垂直于其作用面，其方向为该作用面的内法线方向；
' w6 X8 e7 I# t5 S
②静止流体中任意一点处的静压力的大小与作用面的方位无关，即同一点上各方向作用的静压力值相等。
: K. E) w8 V/ z) V! F7 A+ G# h 想要获取更多职称考试学习资料，考试相关动态，历年真题和题库，请关注知择学习网
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