流体连续介质假设 从微观角度看,流体和其它物体一样,都是由大量不 连续分布的分子组成,分子间有间隙。但是,流体力学所 要研究的并不是个别分子的微观运动,而是研究由大量分 子组成的宏观流体在外力作用下的宏观运动。因此,在流 体力学中,取流体微团来作为研究流体的基元。所谓流体 微团是一块体积为无穷小的微量流体,由于流体微团的尺 寸极其微小,故可作为流体质点看待。这样,流体可看成 是由无限多连续分布的流体微团组成的连续介质。这种对 流体的连续性假设是合理的,因为在流体介质内含有为数 众多的分子。例如,在标准状态下,Imm3气体中有2.7× 1016个分子;mm3的液体中有3×1019个分子。可见分子 间的间隙是极其微小的。因此在研究流体宏观运动时,可 2021/220 18
2021/2/20 18 二、流体连续介质假设 从微观角度看，流体和其它物体一样，都是由大量不 连续分布的分子组成，分子间有间隙。但是，流体力学所 要研究的并不是个别分子的微观运动，而是研究由大量分 子组成的宏观流体在外力作用下的宏观运动。因此，在流 体力学中，取流体微团来作为研究流体的基元。所谓流体 微团是一块体积为无穷小的微量流体，由于流体微团的尺 寸极其微小，故可作为流体质点看待。这样，流体可看成 是由无限多连续分布的流体微团组成的连续介质。这种对 流体的连续性假设是合理的，因为在流体介质内含有为数 众多的分子。例如，在标准状态下，lmm3气体中有2.7× 1016个分子；lmm3的液体中有3×10 19个分子。可见分子 间的间隙是极其微小的。因此在研究流体宏观运动时，可
可以忽略分子间的间隙,而认为流体是连续介质 当把流体看作是连续介质后,表征流体性质的密度、 速度、压强和温度等物理量在流体中也应该是连续分布的。 这样,可将流体的各物理量看作是空间坐标和时间的连续 函数,从而可以引用连续函数的解析方法等数学工具来研 究流体的平衡和运动规律。 流体作为连续介质的假设对大部分工程技术问题都是 适用的,但对某些特殊问题则不适用。例如,火箭在高空 非常稀薄的气体中飞行以及高真空技术中,其分子距与设 备尺寸可以比拟,不再是可以忽略不计了。这时不能再把 流体看成是连续介质来研究,需要用分子动力论的微观方 法来研究。本书只研究连续介质的力学规律 2021/220 19
2021/2/20 19 可以忽略分子间的间隙，而认为流体是连续介质。 当把流体看作是连续介质后，表征流体性质的密度、 速度、压强和温度等物理量在流体中也应该是连续分布的。 这样，可将流体的各物理量看作是空间坐标和时间的连续 函数，从而可以引用连续函数的解析方法等数学工具来研 究流体的平衡和运动规律。 流体作为连续介质的假设对大部分工程技术问题都是 适用的，但对某些特殊问题则不适用。例如，火箭在高空 非常稀薄的气体中飞行以及高真空技术中，其分子距与设 备尺寸可以比拟，不再是可以忽略不计了。这时不能再把 流体看成是连续介质来研究，需要用分子动力论的微观方 法来研究。本书只研究连续介质的力学规律
第三节流体的主要物理性质 流体的密度 流体的密度 流体的密度是流体的重要属性之一,它表征流体 在空间某点质量的密集程度,流体的密度定义为:单 位体积流体所具有的质量,用符号p来表示 对于流体中各点密度相同的均质流体,其密度 77 1-1 式中:P一流体的密度,kg/m3; m-流体的质量,kg; 一流体的体积,m3。 2021/220 20
2021/2/20 20 第三节 流体的主要物理性质 一 流体的密度 1、流体的密度 流体的密度是流体的重要属性之一，它表征流体 在空间某点质量的密集程度，流体的密度定义为：单 位体积流体所具有的质量，用符号ρ来表示。 对于流体中各点密度相同的均质流体，其密度 （1-1） 式中： —流体的密度，kg/m3； —流体的质量，kg； —流体的体积，m3 。 V m = m V
对于各点密度不同的非均质流体,在流体的空间中某 点取包含该点的微小体积△,该体积内流体的质量△m 则该点的密度为 △mdm △→>0△Jd 1-2) 2、流体的相对密度 流体的相对密度是指某种流体的密度与4℃时水的密度 的比值,用符号d来表示 d=3 (1-3) 尸w 式中:一流体的密度,kg/m3; 4℃C时水的密度,kg/m Pw 表1-1和表1-2列出了一些常用液体、气体在标准大气 压强下的物理性质。 2021/220
2021/2/20 21 对于各点密度不同的非均质流体，在流体的空间中某 点取包含该点的微小体积 ，该体积内流体的质量 则该点的密度为 （1-2） 2、流体的相对密度 流体的相对密度是指某种流体的密度与4℃时水的密度 的比值，用符号d来表示。 （1-3） 式中： —流体的密度，kg/m3； —4℃时水的密度，kg/m3 。 表1-1和表1-2列出了一些常用液体、气体在标准大气 压强下的物理性质。 V m V m V m V d d lim 0 = = → f W f d = W
表11在标准大气压下常用液体的物理性质 温度 密度p 动力黏度×104 液体种类 相对密度d (℃) (kg/m') (Pa·s) 纯水 1.00 10.1 海水 1026 1.03 10.6 20%盐水 1.15 乙醇(酒精 11.6 895 0.90 6.5 四氯化碳 20 1588 1.59 9.7 氟利昂-12 1335 1.34 甘油 1258 1.26 14900 汽油 20 678 0.68 2.9 0.81 19.2 原油 850-958 0.85-0.93 润滑油 20 918 0.92 257 0.072 0.21 195 1206 1.21 水银 20 13555 13.58 15.6 2021/220 u22
2021/2/20 22 液体种类 温 度 t （℃） 密 度 （kg/m3） 相对密度 d 动力黏度 4 10 （P a·s） 纯 水 2 0 998 1.00 10.1 海 水 2 0 1026 1.03 10.6 20%盐 水 2 0 1149 1.15 — 乙醇（酒精） 2 0 789 0.79 11.6 苯 2 0 895 0.90 6.5 四氯化碳 2 0 1588 1.59 9.7 氟利昂-1 2 2 0 1335 1.34 — 甘 油 2 0 1258 1.26 14900 汽 油 2 0 678 0.68 2.9 煤 油 2 0 808 0.81 19.2 原 油 2 0 850-958 0.85-0.93 7 2 润滑油 2 0 918 0.92 — 氢 -257 7 2 0.072 0.21 氧 -195 1206 1.21 2.8 水 银 2 0 13555 13.58 15.6 表1-1 在标准大气压下常用液体的物理性质