1、流体力学基础知识下页上页返回第 1章 流体力学基础知识 1.1 流体的主要物理性质 1.2 流体静压强及其分布规律 1.3 流体运动基本知识 1.4 流动阻力和水头损失 1.5 孔口、管嘴出流 流体力学基础知识下页上页返回1.流体静压强及其分布规律 2.流动阻力和水头损失 本章重点流体力学基础知识下页上页返回第 1章 流体力学基础知识 一、什么是流体? 液体和气体因具有较大的流动性而被统称为 流体, 它们具有和固体完全不同的力学性质。二、建筑工程中流体力学的应用在建筑设备工程中,建筑给水、排水、供热、供燃气、通风和空气调节等设计、计算和分析都是以流体力学为基础理论的。主要的流体有 水(含热水)
2、、空气、燃气 等。流体力学基础知识下页上页返回1.1 流体的主要物理性质 一、流体的密度和重度 均质流体单位体积所具有的质量称为 密度 ,用 表示,单位 kg/m3。 单位体积流体所受的重力称为 重度 。用 表示,单位 N/m3 。流体力学基础知识下页上页返回表 1-1-1 几种常见物质的密度和重度物质 密度( kg/m3) 重度( N/m3) 备注水 1000 9800 4 及1个大气压水银(汞) 13600 1332800 及 1个标准大气压干空气 1.2 11.80 20 及1个大气压流体力学基础知识下页上页返回二、流体的粘(黏)性 一切实际流体都是有粘性的,这也是流体的典型特征。流体由
3、静止到开始流动,是一个流体内部产生剪切力,形成剪切变形,以使静止状态受到破坏的过程。 这种表明流体流动时产生内摩擦力阻碍流体质点或流层间相对运动的特性称为 粘性 ,内摩擦力称为 粘滞力 。流体内摩擦力假说 牛顿内摩擦定律 。 流体 动力粘度 ,单位为 Pa.s或 N.s/m2。流体力学基础知识下页上页返回单位面积上的内摩擦力称为切应力,以 表示,单位为 Pa。流体粘度越大,反映流体质点相互牵制的作用越明显,流动性能越差!牛顿内摩擦定律只适用于部分流体,对于某些特殊流体是不适用的。把符合牛顿内摩擦定律得流体称为 牛顿流体 ; 不符合的称为非牛顿流体,如泥浆、血浆、油漆和颜料等。 流动梯度,速度沿
4、垂直于流速方向的变化率,单位为 s-1。流体力学基础知识下页上页返回三、流体的热膨胀性和压缩性流体的膨胀性的大小用 热膨胀系数 (1/K或 1/ )来表示, 热膨胀系数 表示单位温度所引起的体积相对变化量 。流体压缩性的大小,一般用 压缩系数 ( Pa-1)来表示。 压缩系数 是指单位压强所引起的体积相对变化量 。流体力学基础知识下页上页返回一般结论: 水 的压缩性和热膨胀性是很小的,在建筑设备工程中,一般计算均不考虑流体的压缩性和热膨胀性。气体 的体积随压强和温度的变化是非常明显的,故称为可压缩流体。流体力学基础知识下页上页返回四、流体的惯性 流体和其他物体一样,具有惯性。流体具有的反抗改变其原有运动状态的物理特性称为 惯性 。 将细玻璃管竖立在液体中,由于表面张力的作用,液体就会在细管中上升或下降,称此为 毛细管现象 。见图 1-3。 五、表面张力