气体动力学基础--课件

气体动力学基础气体动力学基础A.A.流体的密度，流体压缩性和膨胀性，流体粘性；流体的密度，流体压缩性和膨胀性，流体粘性；流体的密度，流体压缩性和膨胀性，流体粘性；流体的密度，流体压缩性和膨胀性，流体粘性；B.B.流体静压强计算与测量，平衡流体对壁面作用力；流体静压强计算与测量，平衡流体对壁面作用力；流体静压强计算与测量，平衡流体对壁面作用力；流体静压强计算与测量，平衡流体对壁面作用力；C.C.流体连续性方程、伯努利方程、动量方程；流体连续性方程、伯努利方程、动量方程；流体连续性方程、伯努利方程、动量方程；流体连续性方程、伯努利方程、动量方程；D.D.密闭管流的雷诺数计算，层流和湍流，管路沿程密闭管流的雷诺数计算，层流和湍流，管路沿程密闭管流的雷诺数计算，层流和湍流，管路沿程密闭管流的雷诺数计算，层流和湍流，管路沿程 和局部阻力计算；和局部阻力计算；和局部阻力计算；和局部阻力计算；1 气体一元流动特性，等熵与绝热气流的基本方程，气体一元流动特性，等熵与绝热气流的基本方程，气体一元流动特性，等熵与绝热气流的基本方程，气体一元流动特性，等熵与绝热气流的基本方程，收缩管与拉瓦尔管计算。收缩管与拉瓦尔管计算。收缩管与拉瓦尔管计算。收缩管与拉瓦尔管计算。培训主要内容：培训主要内容：第一章第一章第一章第一章 绪绪绪绪 论论论论 第二章第二章第二章第二章 流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学 第三章第三章第三章第三章 流体运动学流体运动学流体运动学流体运动学 第四章第四章第四章第四章 流体动力学流体动力学流体动力学流体动力学 第五章第五章第五章第五章 量纲分析与相似理论量纲分析与相似理论量纲分析与相似理论量纲分析与相似理论工程流体力学工程流体力学 第六章第六章第六章第六章 粘性流体动力学基础粘性流体动力学基础粘性流体动力学基础粘性流体动力学基础 第七章第七章第七章第七章 压力管路、孔口和管嘴出压力管路、孔口和管嘴出压力管路、孔口和管嘴出压力管路、孔口和管嘴出流流流流 第八章第八章第八章第八章 理想不可压缩流体平面流理想不可压缩流体平面流理想不可压缩流体平面流理想不可压缩流体平面流动动动动 第九章第九章第九章第九章 气体动力学基础气体动力学基础气体动力学基础气体动力学基础 第一章第一章第一章第一章 绪绪绪绪 论论论论 第二章第二章第二章第二章 流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学 第三章第三章第三章第三章 流体运动学流体运动学流体运动学流体运动学 第四章第四章第四章第四章 流体动力学流体动力学流体动力学流体动力学 第五章第五章第五章第五章 量纲分析与相似理论量纲分析与相似理论量纲分析与相似理论量纲分析与相似理论工程流体力学工程流体力学 第六章第六章第六章第六章 粘性流体动力学基础粘性流体动力学基础粘性流体动力学基础粘性流体动力学基础 第七章第七章第七章第七章 压力管路、孔口和管嘴出压力管路、孔口和管嘴出压力管路、孔口和管嘴出压力管路、孔口和管嘴出流流流流 第八章第八章第八章第八章 理想不可压缩流体平面流理想不可压缩流体平面流理想不可压缩流体平面流理想不可压缩流体平面流动动动动 第九章第九章第九章第九章 气体动力学基础气体动力学基础气体动力学基础气体动力学基础第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第二节流体的基本概念第二节流体的基本概念第二节流体的基本概念第二节流体的基本概念第三节流体的主要力学性质第三节流体的主要力学性质第三节流体的主要力学性质第三节流体的主要力学性质第四节作用在流体上的力第四节作用在流体上的力第四节作用在流体上的力第四节作用在流体上的力第一章第一章 绪绪 论论流体力学流体力学流体力学流体力学是研究流体在外力作用下是研究流体在外力作用下是研究流体在外力作用下是研究流体在外力作用下平衡平衡平衡平衡和和和和运动运动运动运动一门学科，一门学科，一门学科，一门学科，是是是是力学的一个分支力学的一个分支力学的一个分支力学的一个分支。第一节第一节 概概 述述流体力学流体力学静力学静力学静力学静力学动力学动力学动力学动力学宏观平衡宏观平衡宏观平衡宏观平衡运动规律运动规律运动规律运动规律一、流体力学的发展简史一、流体力学的发展简史一、流体力学的发展简史一、流体力学的发展简史 第一第一第一第一阶段（阶段（阶段（阶段（1616世纪以前）世纪以前）世纪以前）世纪以前）萌芽阶段萌芽阶段萌芽阶段萌芽阶段 第第第第二二二二阶阶阶阶段段段段（1616世世世世纪纪纪纪文文文文艺艺艺艺复复复复兴兴兴兴以以以以后后后后1818世世世世纪纪纪纪中中中中叶）叶）叶）叶）成为一门独立学科的基础阶段成为一门独立学科的基础阶段成为一门独立学科的基础阶段成为一门独立学科的基础阶段 第三阶段（第三阶段（第三阶段（第三阶段（1818世纪中叶世纪中叶世纪中叶世纪中叶1919世纪末）世纪末）世纪末）世纪末）两两两两方方方方向向向向发发发发展展展展欧欧欧欧拉拉拉拉(理理理理论论论论)、伯伯伯伯努利努利努利努利(实验实验实验实验)第四阶段（第四阶段（第四阶段（第四阶段（1919世纪末以来）世纪末以来）世纪末以来）世纪末以来）流体力学飞跃发展流体力学飞跃发展流体力学飞跃发展流体力学飞跃发展第一节第一节 概概 述述理论分析法理论分析法理论分析法理论分析法优优优优点点点点：明明明明确确确确给给给给出出出出各各各各种种种种物物物物理理理理量量量量和和和和运运运运动动动动参参参参量量量量之之之之间间间间的的的的变变变变化化化化关关关关系系系系，有有有有较较较较好的普遍适用性。好的普遍适用性。好的普遍适用性。好的普遍适用性。缺点：缺点：缺点：缺点：数学上的困难，能得出解析解的数量有限。数学上的困难，能得出解析解的数量有限。数学上的困难，能得出解析解的数量有限。数学上的困难，能得出解析解的数量有限。实验法实验法实验法实验法优优优优点点点点：能能能能直直直直接接接接解解解解决决决决生生生生产产产产中中中中的的的的复复复复杂杂杂杂问问问问题题题题，并并并并能能能能发发发发现现现现新新新新现现现现象象象象和和和和新新新新问问问问题，它的结果可以作为检验其他方法是否正确的依据。题，它的结果可以作为检验其他方法是否正确的依据。题，它的结果可以作为检验其他方法是否正确的依据。题，它的结果可以作为检验其他方法是否正确的依据。缺点：缺点：缺点：缺点：对不同情况需作不同的实验，结果的普遍适用性差。对不同情况需作不同的实验，结果的普遍适用性差。对不同情况需作不同的实验，结果的普遍适用性差。对不同情况需作不同的实验，结果的普遍适用性差。值计算法值计算法值计算法值计算法优点：优点：优点：优点：许多分析法无法求解的问题可得出它的数值解。许多分析法无法求解的问题可得出它的数值解。许多分析法无法求解的问题可得出它的数值解。许多分析法无法求解的问题可得出它的数值解。缺点：缺点：缺点：缺点：对复杂而又缺乏完善的数学模型，仍无能为力。对复杂而又缺乏完善的数学模型，仍无能为力。对复杂而又缺乏完善的数学模型，仍无能为力。对复杂而又缺乏完善的数学模型，仍无能为力。二、研究方法二、研究方法二、研究方法二、研究方法第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第二节流体的基本概念第二节流体的基本概念第二节流体的基本概念第二节流体的基本概念第三节流体的主要力学性质第三节流体的主要力学性质第三节流体的主要力学性质第三节流体的主要力学性质第四节作用在流体上的力第四节作用在流体上的力第四节作用在流体上的力第四节作用在流体上的力第一章第一章 绪绪 论论一、流体的定义和特征一、流体的定义和特征一、流体的定义和特征一、流体的定义和特征 物物物物质质质质常常常常见见见见的的的的存存存存在在在在状状状状态态态态：固固固固态态态态、液液液液态态态态和和和和气气气气态态态态，分分分分别别别别称称称称为为为为固体固体固体固体、液体液体液体液体和和和和气体气体气体气体。通常将流动的物质称为通常将流动的物质称为通常将流动的物质称为通常将流动的物质称为流体流体流体流体（水水水水、空气空气空气空气、汽油汽油汽油汽油）。）。）。）。从力学的角度将流体定义为：从力学的角度将流体定义为：从力学的角度将流体定义为：从力学的角度将流体定义为：在在在在任任任任何何何何微微微微小小小小剪剪剪剪切切切切力力力力的的的的持持持持续续续续作作作作用用用用下下下下，能能能能够够够够连连连连续续续续不不不不断断断断变变变变形形形形的的的的物物物物质质质质。这这这这种种种种性性性性质质质质称称称称易流动性易流动性易流动性易流动性。流体流体流体流体=（液体液体液体液体 +气体气体气体气体）第二节第二节 连续介质假设连续介质假设液体液体液体液体与与与与固体固体固体固体的主要差别在于：的主要差别在于：的主要差别在于：的主要差别在于：固体固体固体固体在静止状态下，能抵抗在静止状态下，能抵抗在静止状态下，能抵抗在静止状态下，能抵抗 而静止的而静止的而静止的而静止的液体液体液体液体，能抵抗，能抵抗，能抵抗，能抵抗拉力拉力拉力拉力 压力压力压力压力 剪切力剪切力剪切力剪切力拉力拉力拉力拉力 压力压力压力压力 剪切力剪切力剪切力剪切力第二节第二节 连续介质假设连续介质假设液体液体液体液体与与与与气体气体气体气体的都具有易流动性，但是：的都具有易流动性，但是：的都具有易流动性，但是：的都具有易流动性，但是：气体比液体更容易变形（流动）。气体比液体更容易变形（流动）。气体比液体更容易变形（流动）。气体比液体更容易变形（流动）。这这这这是是是是因因因因为为为为气气气气体体体体的的的的分分分分子子子子分分分分布布布布比比比比液液液液体体体体稀稀稀稀疏疏疏疏得得得得多多多多（即即即即其其其其分分分分子子子子间间间间距距距距大，分子间引力小）大，分子间引力小）大，分子间引力小）大，分子间引力小）而而而而且且且且气气气气体体体体还还还还存存存存在在在在体体体体积积积积的的的的易易易易变变变变性性性性（可可可可压压压压缩缩缩缩性）。性）。性）。性）。此此此此外外外外液液液液体体体体通通通通常常常常存存存存在在在在自自自自由由由由表表表表面面面面，这这这这是是是是固固固固体体体体和气体所没有的。和气体所没有的。和气体所没有的。和气体所没有的。第二节第二节 连续介质假设连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设在标准状态下，在标准状态下，在标准状态下，在标准状态下，lmmlmm3 3气体气体气体气体中有中有中有中有 2.7102.7101616个分子；个分子；个分子；个分子；lmmlmm3 3的的的的液体液体液体液体中有中有中有中有 3.4103.4101919个分子。个分子。个分子。个分子。研研研研究究究究的的的的并并并并不不不不是是是是个个个个别别别别分分分分子子子子的的的的微微微微观观观观运运运运动动动动，而而而而是是是是液液液液体体体体的的的的宏宏宏宏观观观观运运运运动动动动特特特特性性性性（速速速速度度度度、压压压压强强强强、温温温温度度度度等等等等），即即即即大大大大量量量量分子运动的统计平均特性。分子运动的统计平均特性。分子运动的统计平均特性。分子运动的统计平均特性。因因因因此此此此，引引引引入入入入流流流流体体体体质质质质点点点点的的的的概概概概念念念念，把把把把流流流流体体体体看看看看成成成成是是是是由由由由连连连连续续续续分分分分布布布布的的的的流流流流体体体体质质质质点点点点所所所所组组组组成的连续介质。成的连续介质。成的连续介质。成的连续介质。液液液液体体体体是是是是由由由由大大大大量量量量不不不不断断断断地地地地作作作作无无无无规规规规则则则则热热热热运运运运动动动动的的的的分分分分子子子子所所所所组组组组成成成成，从从从从微微微微观观观观角角角角度度度度以以以以离离离离散散散散的的的的分分分分子子子子为为为为对对对对象象象象来来来来研研研研究究究究流流流流体体体体的的的的运运运运动动动动将将将将是是是是极极极极其复杂的。其复杂的。其复杂的。其复杂的。第二节第二节 连续介质假设连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设 流流流流体体体体质质质质点点点点可可可可看看看看成成成成含含含含有有有有大大大大量量量量分分分分子子子子并并并并能能能能保保保保持持持持其其其其宏宏宏宏观观观观力力力力学学学学特特特特性性性性的的的的一一一一个个个个微微微微小小小小体体体体积积积积，并并并并认认认认为为为为组组组组成成成成流流流流体体体体的的的的最最最最小小小小物物物物理理理理单单单单元元元元是是是是流流流流体质点，而不是流体分子。体质点，而不是流体分子。体质点，而不是流体分子。体质点，而不是流体分子。1.1.1.1.流体质点流体质点流体质点流体质点 现现现现以以以以密密密密度度度度为为为为例例例例说说说说明明明明流流流流体体体体质质质质点点点点的的的的概概概概念念念念。在在在在流流流流体体体体中中中中任任任任一一一一点点点点A A（x,x,y,y,z z）处处处处取取取取的的的的微微微微小小小小体积体积体积体积V V，其质量为，其质量为，其质量为，其质量为 mm，则其密度为，则其密度为，则其密度为，则其密度为第二节第二节 连续介质假设连续介质假设 V V 0 0理解为一个很小的值（微小体积）。理解为一个很小的值（微小体积）。理解为一个很小的值（微小体积）。理解为一个很小的值（微小体积）。在标准状态下，在标准状态下，在标准状态下，在标准状态下，lmmlmm3 3气体气体气体气体中有中有中有中有 2.7102.7101616个分子；个分子；个分子；个分子；lmmlmm3 3的的的的液体液体液体液体中有中有中有中有 3.4103.4101919个分子。个分子。个分子。个分子。把把把把宏宏宏宏观观观观上上上上足足足足够够够够小小小小，微微微微观观观观上上上上足足足足够大的微小体积称为够大的微小体积称为够大的微小体积称为够大的微小体积称为流体质点流体质点流体质点流体质点。数学描述为：数学描述为：数学描述为：数学描述为：在流体中任一点在流体中任一点在流体中任一点在流体中任一点A A(x x,y,y,z)z)处处处处取取取取一一一一个个个个液液液液体体体体微微微微团团团团V V ,当当当当VV0 0时时时时，这这这这个个个个流流流流体体体体微微微微团团团团趋趋趋趋于于于于点点点点A A，称为，称为，称为，称为流体质点流体质点流体质点流体质点。第二节第二节 连续介质假设连续介质假设 流流流流体体体体是是是是由由由由无无无无数数数数连连连连续续续续分分分分布布布布的的的的流流流流体体体体质质质质点点点点所所所所组组组组成成成成的的的的连连连连续续续续介介介介质质质质，称为连续介质假设（连续介质模型）。称为连续介质假设（连续介质模型）。称为连续介质假设（连续介质模型）。称为连续介质假设（连续介质模型）。2.2.2.2.连续介质假设连续介质假设连续介质假设连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设 这是流体力学中基本假设之一，由欧拉于这是流体力学中基本假设之一，由欧拉于这是流体力学中基本假设之一，由欧拉于这是流体力学中基本假设之一，由欧拉于1755175517551755年提出的。年提出的。年提出的。年提出的。由由由由此此此此，流流流流体体体体质质质质点点点点宏宏宏宏观观观观运运运运动动动动的的的的物物物物理理理理量量量量可可可可以以以以表表表表示示示示成成成成空空空空间间间间坐坐坐坐标标标标和和和和时时时时间的间的间的间的连续函数连续函数连续函数连续函数：从从从从而而而而可可可可用用用用连连连连续续续续函函函函数数数数等等等等数数数数学学学学工工工工具具具具来来来来研研研研究究究究流流流流体体体体的的的的平衡和运动规律。平衡和运动规律。平衡和运动规律。平衡和运动规律。第二节第二节 连续介质假设连续介质假设 流流流流体体体体的的的的连连连连续续续续介介介介质质质质的的的的假假假假设设设设，对对对对一一一一般般般般工工工工程程程程实实实实际际际际问问问问题题题题都都都都是是是是适适适适用用用用的的的的。但但但但对对对对于于于于某某某某些些些些特特特特殊殊殊殊问问问问题题题题，如如如如航航航航天天天天器器器器在在在在高高高高空空空空稀稀稀稀薄薄薄薄空空空空气气气气中中中中飞行时，气体的分子飞行时，气体的分子飞行时，气体的分子飞行时，气体的分子间距与航天器的尺寸间距与航天器的尺寸间距与航天器的尺寸间距与航天器的尺寸可以比拟，可以比拟，可以比拟，可以比拟，此时不能此时不能此时不能此时不能采用连续介质假设，采用连续介质假设，采用连续介质假设，采用连续介质假设，需要用分子动力论的需要用分子动力论的需要用分子动力论的需要用分子动力论的微观方法来研究。微观方法来研究。微观方法来研究。微观方法来研究。2.2.2.2.连续介质假设连续介质假设连续介质假设连续介质假设第二节第二节 连续介质假设连续介质假设激波激波激波激波二、连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设二、连续介质假设第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第一节工程流体力学及其在石油工业中的作用第二节流体的基本概念第二节流体的基本概念第二节流体的基本概念第二节流体的基本概念第三节流体的主要力学性质第三节流体的主要力学性质第三节流体的主要力学性质第三节流体的主要力学性质第四节作用在流体上的力第四节作用在流体上的力第四节作用在流体上的力第四节作用在流体上的力第一章第一章 绪绪 论论第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质一、流体的密度、比体积和相对密度一、流体的密度、比体积和相对密度一、流体的密度、比体积和相对密度一、流体的密度、比体积和相对密度1.1.密度密度密度密度 单位体积流体所具有的质量称为流体的密度，用单位体积流体所具有的质量称为流体的密度，用单位体积流体所具有的质量称为流体的密度，用单位体积流体所具有的质量称为流体的密度，用 表示。表示。表示。表示。对于均质流体，有对于均质流体，有对于均质流体，有对于均质流体，有式中式中式中式中 流体的质量，流体的质量，流体的质量，流体的质量，kgkg；流体的体积，流体的体积，流体的体积，流体的体积，mm3 3；密度，密度，密度，密度，kg/mkg/m3 3。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质一、流体的密度、比体积和相对密度一、流体的密度、比体积和相对密度一、流体的密度、比体积和相对密度一、流体的密度、比体积和相对密度2.2.比容（比体积）比容（比体积）比容（比体积）比容（比体积）流流流流体体体体密密密密度度度度的的的的倒倒倒倒数数数数称称称称为为为为流流流流体体体体的的的的比比比比容容容容（比比比比体体体体积积积积），即即即即单单单单位位位位质量流体所具有的体积。用质量流体所具有的体积。用质量流体所具有的体积。用质量流体所具有的体积。用 表示表示表示表示通常，水的比体积为通常，水的比体积为通常，水的比体积为通常，水的比体积为0.0010.001 m m3 3/kg/kg，水银的比体积为水银的比体积为水银的比体积为水银的比体积为7.35107.3510-5-5 mm3 3/kg/kg 比比比比体体体体积积积积和和和和密密密密度度度度都都都都是是是是说说说说明明明明工工工工质质质质在在在在某某某某一一一一状状状状态态态态下下下下分分分分子子子子疏疏疏疏密密密密程程程程度度度度的的的的物理量，二者互不独立，通常以比体积作为状态参数。物理量，二者互不独立，通常以比体积作为状态参数。物理量，二者互不独立，通常以比体积作为状态参数。物理量，二者互不独立，通常以比体积作为状态参数。（mm3 3/kg/kg）第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质一、流体的密度、比体积和相对密度一、流体的密度、比体积和相对密度一、流体的密度、比体积和相对密度一、流体的密度、比体积和相对密度3.3.相对密度相对密度相对密度相对密度 某某某某一一一一液液液液体体体体的的的的密密密密度度度度 与与与与度度度度为为为为44蒸蒸蒸蒸馏馏馏馏水水水水密密密密度度度度 的的的的比比比比值值值值称称称称为相对密度，用为相对密度，用为相对密度，用为相对密度，用 表示，即表示，即表示，即表示，即 通常，水的相对密度为通常，水的相对密度为通常，水的相对密度为通常，水的相对密度为1 1，水银的相对密度为，水银的相对密度为，水银的相对密度为，水银的相对密度为13.613.6。物物物物质质质质的的的的密密密密度度度度与与与与参参参参考考考考物物物物质质质质的的的的密密密密度度度度在在在在各各各各自自自自规规规规定定定定的的的的条条条条件件件件下下下下之之之之比比比比。符符符符号号号号为为为为 ，无无无无量量量量纲纲纲纲量量量量。一一一一般般般般，相相相相对对对对密密密密度度度度只只只只用用用用于于于于气气气气体体体体，作作作作为为为为参参参参考考考考密密密密度度度度的的的的可可可可以以以以为为为为空空空空气气气气或或或或水水水水：当当当当以以以以空空空空气气气气作作作作为为为为参参参参考考考考密密密密度度度度时时时时，是是是是在在在在标标标标准准准准状状状状态态态态（00和和和和101.325kPa101.325kPa）下下下下干干干干燥燥燥燥空空空空气气气气的的的的密密密密度度度度，为为为为1.293kg/m1.293kg/m3 3（或或或或1.293g/L)1.293g/L)。对于液体和固体，一般不使用相对密度。对于液体和固体，一般不使用相对密度。对于液体和固体，一般不使用相对密度。对于液体和固体，一般不使用相对密度。【1-11-1】500cm500cm3 3的的的的 某某某某 种种种种 液液液液 体体体体，在在在在 天天天天 平平平平 上上上上 称称称称 得得得得 其其其其 质质质质 量量量量 为为为为0.453Kg0.453Kg，试求其密度和相对密度。，试求其密度和相对密度。，试求其密度和相对密度。，试求其密度和相对密度。习题习题第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质二、压缩性和膨胀性二、压缩性和膨胀性二、压缩性和膨胀性二、压缩性和膨胀性1.1.压缩性压缩性压缩性压缩性 如如如如果果果果温温温温度度度度不不不不变变变变，流流流流体体体体的的的的体体体体积积积积随随随随压压压压强强强强的的的的增增增增加加加加而而而而缩缩缩缩小小小小的的的的性性性性质，称为流体的质，称为流体的质，称为流体的质，称为流体的压缩性压缩性压缩性压缩性。体体体体积积积积压压压压缩缩缩缩系系系系数数数数 当当当当温温温温度度度度保保保保持持持持不不不不变变变变时时时时，单单单单位位位位压压压压强强强强增增增增量量量量引引引引起起起起的的的的流体体积相对变化量，即流体体积相对变化量，即流体体积相对变化量，即流体体积相对变化量，即（PaPa-1-1）或（或（或（或（mm2 2/N/N）加负号加负号加负号加负号保证保证保证保证 为正；为正；为正；为正；值越大，表明越值越大，表明越值越大，表明越值越大，表明越容易容易容易容易压缩。压缩。压缩。压缩。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质二、压缩性和膨胀性二、压缩性和膨胀性二、压缩性和膨胀性二、压缩性和膨胀性1.1.压缩性压缩性压缩性压缩性体积弹性系数体积弹性系数体积弹性系数体积弹性系数E E 体积压缩系数的倒数体积压缩系数的倒数体积压缩系数的倒数体积压缩系数的倒数 （曾称为体积弹性模量曾称为体积弹性模量曾称为体积弹性模量曾称为体积弹性模量）体积模量越大，说明流体越体积模量越大，说明流体越体积模量越大，说明流体越体积模量越大，说明流体越不容易不容易不容易不容易压缩。压缩。压缩。压缩。通常液体的压缩性很小，可以忽略不计。通常液体的压缩性很小，可以忽略不计。通常液体的压缩性很小，可以忽略不计。通常液体的压缩性很小，可以忽略不计。（PaPa）或（或（或（或（N/mN/m2 2）第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质一一一一个个个个大大大大气气气气压压压压下下下下，水水水水的的的的体体体体积积积积压压压压系系系系数数数数和和和和体体体体积积积积弹弹弹弹性性性性系系系系数数数数随随随随温温温温度度度度的的的的变化关系。变化关系。变化关系。变化关系。水水水水很小很小很小很小第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质二、流体的压缩性和膨胀性二、流体的压缩性和膨胀性二、流体的压缩性和膨胀性二、流体的压缩性和膨胀性2.2.膨胀性膨胀性膨胀性膨胀性 流流流流体体体体的的的的膨膨膨膨胀胀胀胀性性性性通通通通常常常常用用用用体体体体膨膨膨膨胀胀胀胀系系系系数数数数 来来来来表表表表示示示示，表表表表示示示示当当当当压压压压强不变强不变强不变强不变时，单位温度升高所引起的时，单位温度升高所引起的时，单位温度升高所引起的时，单位温度升高所引起的流体体积相对变化量，即流体体积相对变化量，即流体体积相对变化量，即流体体积相对变化量，即 如如如如果果果果压压压压强强强强不不不不变变变变，流流流流体体体体的的的的体体体体积积积积随随随随温温温温度度度度的的的的升升升升高高高高而而而而增增增增大大大大的的的的性性性性质称为流体的膨胀性。质称为流体的膨胀性。质称为流体的膨胀性。质称为流体的膨胀性。水水水水在标准大气压下：在标准大气压下：在标准大气压下：在标准大气压下：（1/1/）（1/1/）（1/1/）第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质二、流体的压缩性和膨胀性二、流体的压缩性和膨胀性二、流体的压缩性和膨胀性二、流体的压缩性和膨胀性2.2.膨胀性膨胀性膨胀性膨胀性 由由由由上上上上可可可可见见见见，水水水水的的的的体体体体积积积积压压压压缩缩缩缩系系系系数数数数和和和和体体体体膨膨膨膨胀胀胀胀系系系系数数数数都都都都很很很很小小小小，在在在在工工工工程程程程中中中中通通通通常可以不考虑。常可以不考虑。常可以不考虑。常可以不考虑。水水水水在标准大气压下在标准大气压下在标准大气压下在标准大气压下（1/1/）第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质不可压缩流体不可压缩流体不可压缩流体不可压缩流体 为为为为了了了了研研研研究究究究问问问问题题题题方方方方便便便便，将将将将体体体体积积积积压压压压缩缩缩缩系系系系数数数数和和和和体体体体膨膨膨膨胀胀胀胀系系系系数数数数等等等等于零的流体称为不于零的流体称为不于零的流体称为不于零的流体称为不可压缩流体可压缩流体可压缩流体可压缩流体。这这这这种种种种流流流流体体体体受受受受压压压压后后后后体体体体积积积积不不不不减减减减小小小小，受受受受热热热热后后后后体体体体积积积积不不不不膨膨膨膨胀胀胀胀。因因因因而其密度、比体积和相对密度均为而其密度、比体积和相对密度均为而其密度、比体积和相对密度均为而其密度、比体积和相对密度均为常数常数常数常数。液液液液体体体体的的的的可可可可压压压压缩缩缩缩性性性性很很很很小小小小，在在在在通通通通常常常常情情情情况况况况下下下下，可可可可忽忽忽忽略略略略液液液液体体体体的的的的压压压压缩缩缩缩性性性性和和和和膨膨膨膨胀胀胀胀性性性性，作作作作为为为为不不不不可可可可压压压压缩缩缩缩流流流流体体体体处处处处理理理理。在在在在水水水水中中中中爆爆爆爆炸炸炸炸、管管管管道道道道内内内内发发发发生生生生水水水水击击击击等等等等极极极极少少少少数数数数情情情情况况况况下下下下，才考虑水的压缩性。才考虑水的压缩性。才考虑水的压缩性。才考虑水的压缩性。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质 一般情况下，需要考虑一般情况下，需要考虑一般情况下，需要考虑一般情况下，需要考虑气体气体气体气体的可压缩性。的可压缩性。的可压缩性。的可压缩性。当当当当常常常常温温温温下下下下空空空空气气气气的的的的运运运运动动动动速速速速度度度度低低低低于于于于70m/s70m/s时时时时，气气气气体体体体密密密密度度度度相相相相对对对对变化值小于变化值小于变化值小于变化值小于2%2%，可以按不可压缩流体处理。，可以按不可压缩流体处理。，可以按不可压缩流体处理。，可以按不可压缩流体处理。【1-21-2】体体体体积积积积为为为为5m5m3 3的的的的水水水水，在在在在温温温温度度度度不不不不变变变变的的的的条条条条件件件件下下下下，当当当当压压压压强强强强从从从从98000Pa98000Pa增增增增加加加加到到到到4.9*104.9*105 5PaPa时时时时，体体体体积积积积减减减减小小小小1L1L。求求求求水水水水的的的的压压压压缩缩缩缩系系系系数和弹性系数。数和弹性系数。数和弹性系数。数和弹性系数。习题习题三三三三、粘粘粘粘性性性性是是是是流流流流体体体体的的的的重重重重要要要要特特特特性性性性之之之之一一一一，可可可可通通通通过过过过一一一一个个个个简简简简单单单单的的的的实验来观察流体的实验来观察流体的实验来观察流体的实验来观察流体的粘滞现象粘滞现象粘滞现象粘滞现象。空气粘性实验空气粘性实验空气粘性实验空气粘性实验空气粘性飞盘空气粘性飞盘空气粘性飞盘空气粘性飞盘 下圆盘与上圆下圆盘与上圆下圆盘与上圆下圆盘与上圆盘并没有接触，上盘并没有接触，上盘并没有接触，上盘并没有接触，上圆盘却会跟着下圆圆盘却会跟着下圆圆盘却会跟着下圆圆盘却会跟着下圆盘转动，这是因为盘转动，这是因为盘转动，这是因为盘转动，这是因为两圆盘之间的空气两圆盘之间的空气两圆盘之间的空气两圆盘之间的空气具有一定的粘性，具有一定的粘性，具有一定的粘性，具有一定的粘性，能传递摩擦力使上能传递摩擦力使上能传递摩擦力使上能传递摩擦力使上圆盘转动。圆盘转动。圆盘转动。圆盘转动。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质1 1、流体的粘性、流体的粘性、流体的粘性、流体的粘性 粘粘粘粘性性性性是是是是流流流流体体体体抵抵抵抵抗抗抗抗剪剪剪剪切切切切变变变变形形形形的的的的一一一一种种种种属属属属性性性性，是是是是流流流流体体体体运运运运动动动动时时时时内部流层之间产生切应力（内摩擦力）的性质。内部流层之间产生切应力（内摩擦力）的性质。内部流层之间产生切应力（内摩擦力）的性质。内部流层之间产生切应力（内摩擦力）的性质。牛牛牛牛顿顿顿顿平平平平板板板板实实实实验验验验 在在在在相相相相距距距距为为为为h h的的的的两两两两平平平平行行行行平平平平板板板板之之之之间间间间充充充充满满满满流流流流体体体体，下下下下平平平平板板板板固固固固定定定定，上上上上平平平平板板板板在在在在力力力力F F 作作作作用用用用下下下下，以匀速以匀速以匀速以匀速U U沿沿沿沿 x x 方向运动。方向运动。方向运动。方向运动。由于流体与平板间有附着力，由于流体与平板间有附着力，由于流体与平板间有附着力，由于流体与平板间有附着力，粘粘粘粘附附附附于于于于上上上上平平平平板板板板的的的的一一一一薄薄薄薄层层层层流流流流体体体体将将将将以以以以速速速速度度度度U U跟跟跟跟随随随随上上上上平平平平板板板板运运运运动动动动，由由由由于于于于流流流流体体体体内内内内部部部部存存存存在在在在分分分分子子子子间间间间的的的的内内内内聚聚聚聚力力力力，将将将将带带带带动动动动相相相相邻邻邻邻的的的的下下下下层层层层流流流流体体体体，直直直直至至至至传传传传递递递递到到到到粘粘粘粘附附附附于于于于下下下下平平平平板板板板的的的的一一一一薄薄薄薄层层层层流流流流体体体体，粘粘粘粘附附附附在在在在下下下下平平平平板板板板的的的的一一一一薄薄薄薄层层层层流流流流体体体体与与与与平平平平板速度均为零。板速度均为零。板速度均为零。板速度均为零。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质 实实实实验验验验证证证证明明明明，当当当当h h和和和和U U较较较较小小小小时时时时，两两两两夹夹夹夹板板板板间间间间流流流流体体体体沿沿沿沿y y方方方方向向向向的的的的速速速速度呈线性分布，即度呈线性分布，即度呈线性分布，即度呈线性分布，即式中式中式中式中 U U/h h速度梯度，速度梯度，速度梯度，速度梯度，通常表示为通常表示为通常表示为通常表示为d du u/d/dy y。由由由由于于于于各各各各流流流流层层层层速速速速度度度度不不不不同同同同，流流流流体体体体层层层层间间间间出出出出现现现现相相相相对对对对运运运运动动动动，产产产产生生生生的的的的切切切切向向向向作作作作用用用用力力力力称称称称为为为为内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力。作作作作用用用用在在在在两两两两流流流流体体体体层层层层接接接接触触触触面面面面上上上上的的的的内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力总总总总是是是是成成成成对对对对出出出出现现现现，且且且且大大大大小小小小相相相相等等等等、方方方方向向向向相相相相反，分别作用在相对的流层上。反，分别作用在相对的流层上。反，分别作用在相对的流层上。反，分别作用在相对的流层上。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质2 2、牛顿内摩擦定律、牛顿内摩擦定律、牛顿内摩擦定律、牛顿内摩擦定律根据牛顿平板实验的结果，作用在上平板的力根据牛顿平板实验的结果，作用在上平板的力根据牛顿平板实验的结果，作用在上平板的力根据牛顿平板实验的结果，作用在上平板的力F F 的大小与的大小与的大小与的大小与垂直于流动方向的速度梯度垂直于流动方向的速度梯度垂直于流动方向的速度梯度垂直于流动方向的速度梯度U U/h/h 或或或或du/dydu/dy成成成成正比正比正比正比接触面的面积接触面的面积接触面的面积接触面的面积A A 成成成成正比正比正比正比流体的种类流体的种类流体的种类流体的种类（粘度粘度粘度粘度）有关有关有关有关而与接触面上的而与接触面上的而与接触面上的而与接触面上的压强压强压强压强 p p 无关无关无关无关。式中式中式中式中 流体层接触面上的内摩擦擦力，流体层接触面上的内摩擦擦力，流体层接触面上的内摩擦擦力，流体层接触面上的内摩擦擦力，N N；流体层间的接触面积，流体层间的接触面积，流体层间的接触面积，流体层间的接触面积，mm2 2；流体的动力粘度，流体的动力粘度，流体的动力粘度，流体的动力粘度，Pa.sPa.s。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质2 2、牛顿内摩擦定律、牛顿内摩擦定律、牛顿内摩擦定律、牛顿内摩擦定律流体层间单位面积上的内摩擦力称为流体层间单位面积上的内摩擦力称为流体层间单位面积上的内摩擦力称为流体层间单位面积上的内摩擦力称为粘性切应力粘性切应力粘性切应力粘性切应力牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律式中式中式中式中 粘性切应力，粘性切应力，粘性切应力，粘性切应力，Pa Pa。当当当当速速速速度度度度梯梯梯梯度度度度等等等等于于于于零零零零时时时时，内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力等等等等于于于于零零零零。当当当当流流流流体体体体处处处处于于于于静静静静止止止止状状状状态态态态或或或或以以以以相相相相同同同同速速速速度度度度运运运运动动动动（流流流流体体体体层层层层间间间间没没没没有有有有相相相相对对对对运运运运动动动动）时时时时，内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力也也也也等于零。等于零。等于零。等于零。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质3 3、动力粘度和运动粘度、动力粘度和运动粘度、动力粘度和运动粘度、动力粘度和运动粘度动动动动力力力力粘粘粘粘度度度度：面面面面积积积积各各各各为为为为1m1m2 2并并并并相相相相距距距距1m1m的的的的两两两两层层层层流流流流体体体体，以以以以1m/s1m/s的的的的速速速速度度度度作作作作相相相相对对对对运运运运动动动动时时时时所所所所产产产产生生生生的的的的内内内内摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力。单单单单位位位位：Ns/Ns/既既既既PasPas表征液体粘性的内摩擦系数，用表征液体粘性的内摩擦系数，用表征液体粘性的内摩擦系数，用表征液体粘性的内摩擦系数，用 表示。表示。表示。表示。运动粘度：运动粘度：运动粘度：运动粘度：在工程计算中，常用运动粘度，即在工程计算中，常用运动粘度，即在工程计算中，常用运动粘度，即在工程计算中，常用运动粘度，即动动动动力力力力粘粘粘粘度度度度、运运运运动动动动粘粘粘粘度度度度名名名名词词词词的的的的来来来来源源源源，是是是是因因因因为为为为它它它它们们们们的的的的量量量量纲纲纲纲，前前前前者者者者具具具具有动力学量纲，后者具有运动学量纲。有动力学量纲，后者具有运动学量纲。有动力学量纲，后者具有运动学量纲。有动力学量纲，后者具有运动学量纲。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质常见常见常见常见液体液体液体液体的粘度随温度升高而的粘度随温度升高而的粘度随温度升高而的粘度随温度升高而减小减小减小减小水的动力粘度和运动粘度水的动力粘度和运动粘度水的动力粘度和运动粘度水的动力粘度和运动粘度第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质常见常见常见常见气体气体气体气体的粘度随温度升高而的粘度随温度升高而的粘度随温度升高而的粘度随温度升高而增大增大增大增大第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质4 4、流体粘度的测量、流体粘度的测量、流体粘度的测量、流体粘度的测量流体粘度的测量方法有两种流体粘度的测量方法有两种流体粘度的测量方法有两种流体粘度的测量方法有两种直接测量法直接测量法直接测量法直接测量法 旋转粘度计、毛细管粘度计、落球粘度计等。旋转粘度计、毛细管粘度计、落球粘度计等。旋转粘度计、毛细管粘度计、落球粘度计等。旋转粘度计、毛细管粘度计、落球粘度计等。间接测量法间接测量法间接测量法间接测量法 恩氏粘度计等。恩氏粘度计等。恩氏粘度计等。恩氏粘度计等。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质4 4、流体粘度的测量、流体粘度的测量、流体粘度的测量、流体粘度的测量1.1.旋转粘度计旋转粘度计旋转粘度计旋转粘度计原理：原理：原理：原理：电动机带动转子以一定的速度旋转，若转子未受到液体电动机带动转子以一定的速度旋转，若转子未受到液体电动机带动转子以一定的速度旋转，若转子未受到液体电动机带动转子以一定的速度旋转，若转子未受到液体的的的的粘粘粘粘滞滞滞滞阻阻阻阻力力力力，则则则则游游游游丝丝丝丝、指指指指针针针针与与与与刻刻刻刻度度度度盘盘盘盘同同同同速速速速旋旋旋旋转转转转，指指指指针计数为零。针计数为零。针计数为零。针计数为零。若若若若转转转转子子子子受受受受到到到到液液液液体体体体的的的的粘粘粘粘滞滞滞滞阻阻阻阻力力力力，则则则则游游游游丝丝丝丝产产产产生生生生转转转转矩矩矩矩与与与与粘粘粘粘滞滞滞滞阻阻阻阻力力力力达达达达到到到到平平平平衡衡衡衡，指指指指针针针针在在在在刻刻刻刻度度度度盘盘盘盘上上上上指指指指示示示示一一一一定定定定的读数。的读数。的读数。的读数。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质4 4、流体粘度的测量、流体粘度的测量、流体粘度的测量、流体粘度的测量2.2.恩氏粘度计恩氏粘度计恩氏粘度计恩氏粘度计原原原原理理理理：测测测测定定定定液液液液体体体体在在在在某某某某温温温温度度度度从从从从恩恩恩恩氏氏氏氏粘粘粘粘度度度度计计计计标标标标准准准准孔孔孔孔口口口口 （d d=2.8mm)=2.8mm)流流流流出出出出一一一一定定定定量量量量（200mL200mL）所需的时间。所需的时间。所需的时间。所需的时间。液液液液体体体体的的的的粘粘粘粘性性性性越越越越大大大大流得越慢。流得越慢。流得越慢。流得越慢。温温温温度度度度 t t 时时时时的的的的恩恩恩恩氏氏氏氏粘粘粘粘度度度度用用用用E Et t 表表表表示示示示，恩恩恩恩氏氏氏氏粘粘粘粘度度度度的的的的单单单单位位位位为为为为条条条条件件件件度度度度，用用用用0 0E E 表示。表示。表示。表示。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质4 4、流体粘度的测量、流体粘度的测量、流体粘度的测量、流体粘度的测量2.2.恩氏粘度计恩氏粘度计恩氏粘度计恩氏粘度计取取取取200mL200mLT T（）待待待待测测测测液液液液体体体体，测测测测出出出出从从从从粘粘粘粘度度度度计计计计流流流流出出出出的的的的时时时时间间间间 t t1 1，则恩氏粘度为则恩氏粘度为则恩氏粘度为则恩氏粘度为式中式中式中式中 TT（）时的恩氏粘度，）时的恩氏粘度，）时的恩氏粘度，）时的恩氏粘度，0 0E E；200mL20200mL20蒸馏水流出恩氏粘度计的时间，蒸馏水流出恩氏粘度计的时间，蒸馏水流出恩氏粘度计的时间，蒸馏水流出恩氏粘度计的时间，51s51s；经验公式经验公式经验公式经验公式（cmcm2 2/s/s）第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质5 5、牛顿流体和非牛顿流体、牛顿流体和非牛顿流体、牛顿流体和非牛顿流体、牛顿流体和非牛顿流体牛顿切应力公式牛顿切应力公式牛顿切应力公式牛顿切应力公式符合牛顿内摩擦定律（切应力公式）的符合牛顿内摩擦定律（切应力公式）的符合牛顿内摩擦定律（切应力公式）的符合牛顿内摩擦定律（切应力公式）的 流体为流体为流体为流体为牛顿流体牛顿流体牛顿流体牛顿流体。如：如：如：如：空气、水、汽油、酒精等空气、水、汽油、酒精等空气、水、汽油、酒精等空气、水、汽油、酒精等否则为否则为否则为否则为非牛顿流体非牛顿流体非牛顿流体非牛顿流体。如：如：如：如：牙膏、油漆、纸浆等牙膏、油漆、纸浆等牙膏、油漆、纸浆等牙膏、油漆、纸浆等第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质5 5、牛顿流体和非牛顿流体、牛顿流体和非牛顿流体、牛顿流体和非牛顿流体、牛顿流体和非牛顿流体非牛顿流体的切应力公式可写为非牛顿流体的切应力公式可写为非牛顿流体的切应力公式可写为非牛顿流体的切应力公式可写为式中式中式中式中 屈服切应力；屈服切应力；屈服切应力；屈服切应力；结构粘度；结构粘度；结构粘度；结构粘度；常数。常数。常数。常数。牛顿流体牛顿流体牛顿流体牛顿流体胀塑性胀塑性胀塑性胀塑性假塑性假塑性假塑性假塑性理想塑性体理想塑性体理想塑性体理想塑性体表观粘度表观粘度表观粘度表观粘度第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质6 6、粘性流体和理想流体、粘性流体和理想流体、粘性流体和理想流体、粘性流体和理想流体 实际流体都具有粘性，称为实际流体都具有粘性，称为实际流体都具有粘性，称为实际流体都具有粘性，称为粘性流体粘性流体粘性流体粘性流体，不考虑粘性的，不考虑粘性的，不考虑粘性的，不考虑粘性的流体称为流体称为流体称为流体称为理想流体理想流体理想流体理想流体。由于粘性的存在，实际流体的运动都。由于粘性的存在，实际流体的运动都。由于粘性的存在，实际流体的运动都。由于粘性的存在，实际流体的运动都很复杂。为使问题的简化，在流体力学中引入理想流体这很复杂。为使问题的简化，在流体力学中引入理想流体这很复杂。为使问题的简化，在流体力学中引入理想流体这很复杂。为使问题的简化，在流体力学中引入理想流体这一假设。一假设。一假设。一假设。水和空气等常见流体粘性不大，在水和空气等常见流体粘性不大，在水和空气等常见流体粘性不大，在水和空气等常见流体粘性不大，在某些工程问题中作为理想流体仍可某些工程问题中作为理想流体仍可某些工程问题中作为理想流体仍可某些工程问题中作为理想流体仍可得到较满意的结果，如对于流体得到较满意的结果，如对于流体得到较满意的结果，如对于流体得到较满意的结果，如对于流体波波波波浪浪浪浪运动与运动与运动与运动与潮夕潮夕潮夕潮夕运动等的研究；运动等的研究；运动等的研究；运动等的研究；但在研究物体但在研究物体但在研究物体但在研究物体绕流阻力绕流阻力绕流阻力绕流阻力时就必须考时就必须考时就必须考时就必须考虑流体的粘性。虑流体的粘性。虑流体的粘性。虑流体的粘性。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质四、液体的表面张力和毛细管现象四、液体的表面张力和毛细管现象四、液体的表面张力和毛细管现象四、液体的表面张力和毛细管现象 当当当当液液液液体体体体与与与与气气气气体体体体或或或或固固固固体体体体接接接接触触触触时时时时，在在在在分分分分界界界界面面面面上上上上会会会会产产产产生生生生表表表表面面面面张张张张力力力力，液液液液体体体体的的的的自自自自由由由由表表表表面面面面似似似似拉拉拉拉紧紧紧紧的的的的弹弹弹弹性性性性薄薄薄薄膜膜膜膜，如如如如空空空空气气气气中中中中的的的的雨雨雨雨滴呈球状等。滴呈球状等。滴呈球状等。滴呈球状等。液液液液体体体体表表表表面面面面的的的的这这这这种种种种收收收收缩缩缩缩趋趋趋趋势势势势表表表表明明明明，液液液液体体体体表表表表面面面面各各各各部部部部分分分分之之之之间间间间存存存存在在在在相相相相互互互互作作作作用用用用的的的的拉拉拉拉力力力力，使使使使其其其其表表表表面面面面总总总总是是是是处处处处于于于于张张张张紧紧紧紧状状状状态态态态。液液液液体体体体表面的这种拉力就称为表面的这种拉力就称为表面的这种拉力就称为表面的这种拉力就称为表面张力表面张力表面张力表面张力。界界界界面面面面是是是是指指指指两两两两相相相相接接接接触触触触的的的的约约约约几几几几个个个个分分分分子子子子厚厚厚厚度度度度的的的的过过过过渡渡渡渡区区区区，若若若若其其其其中中中中一一一一相相相相为气体，这种界面通常称为为气体，这种界面通常称为为气体，这种界面通常称为为气体，这种界面通常称为表面表面表面表面。第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质常见的界面有：常见的界面有：常见的界面有：常见的界面有：气气气气液液液液气气气气固固固固液液液液液液液液液液液液固固固固固固固固固固固固1010-8-81010-10-10引力引力引力引力 斥力斥力斥力斥力第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质表面张力的产生表面张力的产生表面张力的产生表面张力的产生分子间的作用力分子间的作用力分子间的作用力分子间的作用力第三节第三节 流体的主要力学性质流体的主要力学性质过渡层过渡层过渡层过渡层表面张力的产生表面张力的产生表面张力的产生表面张力的产生 在在在在水水水水内内内内部部部部，一一一一个个个个水水水水分分分分子子子子受受受受到到到到周周周周围围围围水水水水分分分分子子子子的的的的作作作作用用用用合合合合力力力力为为为为0 0，但但但但在在在在表表表表面面面面上上上上，因因因因气气气气相相相相分分分分子子子子对对对对它它它它的的的的吸吸吸吸引引引引力力力力小小小小，水水水水分分分分子子子子所所所所受受受受合合合合力力力力不不不不等等等等于于于于零零零零，其其其其合合合合力力力力方方方方向向向向垂垂垂垂直直直直指指指指向向向向液液液液体体体体内内内内部部部部，导导导导致致致致液液液液体体体体表面具有自动缩小的趋势，这种表面具有自动缩小的趋势，这种表面具有自动缩小的趋势，这种表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力收缩力收缩力收缩力称为称为称为称为表面张力表面张力表面张力表面张力。在液面上任意作一条曲线段在液面上任意作一条曲线段在液面上任意作一条曲线段在液面上任意作一条曲线段ABAB，线段两边的液体相互，线段两边的液体相互，线段两边的液体相互，线段两边的液体相互作用一定的拉力作用一定的拉力作用一定的拉力作用一定的拉力 f f，这个拉力垂直于所取的线段且，这个拉力垂直于所取的线段且，这个拉力垂直于所取的线段且，这个拉力垂直于所取的线段且与液面相与液面相与液面相与液面相切切切切，其大小与线段的长度，其大小与线段的长度，其大小与线段的长度，其