1、1 气体力学基础n 1.1 研究对象与研究方法n 1.2 气体 的主要物理性质n 1.3 气体静力学基本方程n 1.4 气体 动力学 基本方程n 1.5 压头损失n 1.6 压缩性气体流动n 1.7 气体喷射流 流体力学发展简史 、前 30000年 前 3000年以 “水火风 ”的初步利用为特征：石器、陶具、风帆、水钟、引水灌溉 、前 3000年 1678年以简单流体机械为特征：水车、风车、风箱、火箭等 、 1678 1900年初步形成和发展时期，标志性成就：牛顿 粘性定律、 欧拉 方程组、 拉格朗日 流函数、伯努利 定理、 亥姆霍兹 涡定理、罗蒙诺索夫 质量守恒定律、 焦耳 能量守恒定律、达
2、西 公式、 N S方程、 雷诺 方程、 瑞利 相似原理 、 1900 1950年体系完善与深入时期，标志性成就：儒可夫斯基 绕流、 卡门 涡街、 普朗特 边界层理论、尼古拉兹 实验、激波理论、湍流理论、风洞、热线流速仪 流体力学发展简史 、 1950年至今渗透与分支：计算流体力学、实验流体力学、可压缩气体力学、稀薄气体力学、磁流体力学、化学流体力学、非牛顿流体力学、多相流体力学、生物流体力学、 天体物理流体力学、渗流力学激光干涉仪、测速仪气体没有固定的形状和体积，能自发充满任何容器，具有很强的压缩性，体积膨胀系数也很大。气体力学是从宏现角度研究气体平衡和流动规律及其应用的一门工程科学。气体力学
3、理论在发展无机材料窑炉设计的技术指导和正确进行窑炉操作方面是不可缺少的基础理论。无机材料窑炉中的气体有多种，而主要的是空气和燃料气体及烟气。它们起着雾化剂、助燃剂、反应剂、载热体等作用。纵观整个窑炉工作过程，从固体燃料的气化，液体燃料的雾化，气体燃料的入炉，气态燃烧产物加热物料，烟气离炉经烟道、余热回收设备，再从烟囱排出，自始至终都与气体流动相关联。如气流的分布状况对窑炉内压力和温度的分布以及控制有影响；气流的流动状态、速度和气流的流动方向对炉内热交换过程有影响；气体的压强和流动阻力对排烟系统和装置的设计有影响；气流的混合对燃料燃烧过程有影响；同时窑炉中的气体流动也常伴随有燃烧，传热、传质以及
4、某些化学反应，它们对气体的流动又有一定的影响。可见，无机材料窑炉的某些特性和热交换过程是与气体的运动有着密切关系的。而窑炉中气体流动对传热的影响又是热工技术人员最感兴趣的问题。本章研究的中心问题是气体流动。1-1 流体力学的研究对象和研究方法n 研究对象 :静止或运动流体的压强分布、速度分布、流体对固体的作用力n 研究任务 :解决工程中所遇到的各种流体力学问题n 研究方法 :实验研究、理论分析、数值计算实验研究实物实验、模型实验优点： 发现新现象、新原理，验证其它方法得到的结论缺点： 普适性差理论分析建立方程组与定解条件求解析解算例验证优点： 普适性好缺点： 数学难度大，分析解有限数值计算确定
5、方程组与定解条件选用适当数值方法算例编程计算优点： 应用面广泛，结果直观数值实验缺点： 近似性、不稳定性n 连续介质假设：流体由流体质点（微团）组成，流体质点充满一个空间体积时不留任何空隙，流体质点仍由大量分子构成，流体质点所携带的物理量是构成质点的分子物理量的统计平均值，因而其物理量是连续分布函数。优点：连续函数可用微积分等数学工具来处理。 从密度谈起n 密度物质由分子组成，分子间有空隙 . 如果 取在空隙里 , 将为 0.如果取在分子内 , 将变得很大 .因此 , 只能趋于一个比较小的值 V ,这个 V 应该是宏观上足够小 ,微观上足够大。 V 称为流体微团的体积 . 连续介质模型适用于一般工程流体 连续介质模型在稀薄气体中不适用常温常压下，空气分子数为： 2.71016个分子 /mm3.在 10-9mm3体积内，有空气分子 2.7107个，足够多的分子使流体的物理量仍具有统计平均的性质
