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. _) i3 h; ~( k1 |, n: n4 T 部分内容
8 L4 L) m0 N$ ^; y7 |, g 第1章 流体流动
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1.1 考点归纳
4 y) S; I# q7 ~: l* |, P 一、流体的物理性质
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1．连续介质假定
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（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；
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（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。
L8 V* a8 C8 z# K. W, F+ _ 2．流体的密度和比容
- A4 D0 h% C4 B# g% i2 u( I/ ?- q （1）密度的定义与性质
$ b/ d4 K/ I9 ~/ u. T 流体的密度是指单位体积流体所具有的质量，以ρ表示。
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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
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4 I$ ~$ \3 \, ^/ u- {3 z- W1 o: [
6 o! l0 U1 U& R! X
- {/ q* Z* L; b m8 h) W7 {4 A 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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4 ~+ E' p5 H& X, y* h/ D: p& U
1 g9 ^8 e5 N* J; t& ]; p; d4 g3 t
4 l g+ s8 S' ]' f 高压气体的密度可采用实际气体状态方程计算。
# z1 P: F+ i2 G/ l+ G （2）流体混合物的密度
1 ?' \ t6 A7 x% }* J, W 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
9 v% ~/ P7 P% J& T* e& t
% S$ y, k0 F- Z5 P
: d- J, `3 ]. E+ Z; B 6 l5 a0 |2 O. \3 A0 ~4 t* y- ?/ I
ρA，ρB，…，ρn——各纯组分的密度，kg/m3；
4 b9 {, n/ u1 N ^* Y. w ωA，ωB，…，ωn——混合物中各组分的质量分数，kg/kg。
- y V$ @! V$ [6 S9 i& `# W' ~
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
! P! K9 y# a( b; K
ρm＝ρAφA＋ρBφB＋ρnφn
! p4 b" _/ u0 U* n" F φA，φB，φn——气体混合物中各组分的体积分数，m3/m3。
) F" z( S7 e) k
3．流体的膨胀性和压缩性
/ [, D. k) O8 h) W) m; x （1）膨胀性
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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。
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) p! ^: U; s' s; h, T+ X8 s
4 J8 x6 C+ V& @( H8 w3 D5 c
3 A& |1 L. R/ f% `$ [7 C( ]2 I dT——流体温度的增量，K；
l. @$ n7 k) r3 { dv/v——流体体积的相对变化量。
$ Y4 A: H/ ]% o& u$ I: g 液体的膨胀性通常可忽略不计，而气体的膨胀性相对很大。
; Q* j# s# K) b* l8 g/ T% r （2）可压缩性
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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。
0 a' d7 A2 ?$ k, K: Q7 B # L# q) c' U% P& ~: T, J% [
. q8 P7 o- J1 {; S6 n
& `0 R) U/ F% O) z7 P
负号表示dv与dp的变化方向相反。
3 ^: ], e& E4 a5 M# C% E 由于ρv＝1，故上式又可以写成
. |4 i' ?4 C! g6 p& j
/ e% ^6 {; j; ]" ~* K5 S& `" L4 v( Y 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。
3 I. A y) t' k2 y+ ]2 Z 4．流体的黏性
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（1）牛顿黏性定律
8 K; ~8 b7 t& ^* t8 d 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。
, H- o1 o; m0 v0 s9 E ①黏性的产生原因
. [ ^0 U0 I# c# p; C a．流体分子之间的引力（内聚力）产生内摩擦力；
$ a' J- A* a# D9 J1 I% l7 X' C
b．流体分子作随机热运动的动量交换产生内摩擦力。
5 ?: i a9 R7 M( Y/ k' |& |) S3 A2 m ②牛顿黏性定律
# Y5 s' _+ p2 k2 a7 B / _: x8 y- i4 _. B% X* M& |: u) U: v
, ~$ X' N4 K& G( V5 l/ X9 m3 s* V
1 [8 F& Z/ c- A, A τ——剪应力或内摩擦力，N/m2；
z3 N% f# W7 y μ——流体的动力黏度，简称黏度，Pa·s；
- q @( r7 m5 H7 K+ K
dux/dy——速度梯度，1/s。
* f% f& p M$ i: J$ b- a 负号表示τ与速度梯度的方向相反。
; {: A7 _7 b; x7 k2 G& b
（2）流体的黏度
; D( m8 B; s1 z( }& n. J 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。
2 | k: F8 {) E W3 `0 Y0 E 运动黏度是指流体黏度μ与密度ρ的比值，以ν表示
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' ? @$ a1 [# R/ K% _ , o3 e- g5 \$ G, o) F# H
+ }' Q' W$ T( `7 ~ 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
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1St＝100cSt＝10－4m2/s
1 j: ^0 s6 ^# z; n( y 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。
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（3）理想流体与黏性流体
5 [3 H( T. i3 K. y 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。
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二、流体静力学
( D- Y0 g9 U: C3 G) E 1．静止流体的压力特性
- [+ r9 J( g. l# C( s1 T （1）静压力的定义
/ [' u! b$ X! N" J) D5 I$ M 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。
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（2）静压力的特性
O0 c. h4 W$ d& E: o7 o 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；
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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。
8 m2 {* L$ t( u, C( C5 u1 X$ y7 I 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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