1、*流体力学流体力学 泵与风机泵与风机 蔡增基主编蔡增基主编中国建筑工业出版社中国建筑工业出版社流体力学流体力学*第一章第一章 绪绪 论论 1.1 流体力学的任务及其发展简史流体力学的任务及其发展简史 1.2 作用在流体上的力作用在流体上的力 1.3 流体流体 的主要物理的主要物理 力学力学 性质性质 1.4 流体的力学模型流体的力学模型*目的要求： 了解流体力学课程在本专业中的应用，认识到流体力学是建筑环境与设备工程专业主要专业技术基础课，了解流体力学的研究对象、任务以及流体力学的研究方法；掌握表面力和质量力的区别。掌握流体的连续介质模型、流体的主要物理性质：易流动性、密度与重度、粘性与理想流
2、体模型、压缩性与不可压模型、表面张力特性、汽化压强特性。 教学重点： 作用在流体上的力：表面力和质量力；流体的连续介质模型、密度与重度、粘性与理想流体模型、牛顿内摩擦定律、压缩性与不可压缩性流体模型。教学难点： 表面力和质量力的区别，连续介质模型、牛顿内摩擦定律。*一、流体力学的研究对象流体力学是近代力学的一大分支，它是研究流体的平衡和机械运动规律以及流体与周围物体之间相互作用的科学，主要是确定流体的速度分布，压强分布与能量损失，以及流体与固体相互间的作用力与作用力矩。流体力学中研究得最多的流体是水和空气。除水和空气以外流体还包括作为汽轮机工作介质的水蒸汽、润滑油、石油、含泥沙的水体、血液、溶
3、化状态下的金属和燃烧后产生的成分复杂的气体，高温条件下的等离子体等等。1.1 流体力学的任务及其发展简史流体力学的任务及其发展简史*流体力学是一门即古老又新兴的学科，存在着极为 广阔的研究天地。 二、流体力学的任务例如：航空、航天、航海、天文气象、地球物理、水利水电、热能制冷、土建环保、石油化工、气液输送、燃烧爆炸、冶金采矿、生物海洋、军工核能、机械制造、机械工程等等部门都有许多流体力学问题。*三、流体力学的研究方法流体力学有三种研究方法。 一种是理论方法 ，分析问题的主次因素提出适当的假定，抽象出理论模型（如连续介质、理想流体、不可压缩流体等等），适用数学工具寻求流体运动的普遍解。 一种是实
4、验方法 ，将实验流动问题概括为相似的实验模型，在实验中观察现象、测定数据并进而按照一定方法推测实验结果。 再一种是计算方法 ，根据理论分析与实验观测拟订实验方案，通过编制程序输入数据，用计算机算出数值解。 这三种研究方法各有所长，也各有所短。需要相辅相成才有利于推进流体力学的发展。现代流体力学已将这三种方法有机地结合起来，推动了流体力学的飞速发展。* 侧重于理论分析的流体力学称为理论流侧重于理论分析的流体力学称为理论流体力学体力学 侧重于工程应用的流体力学称为工程流侧重于工程应用的流体力学称为工程流体力学体力学*古希腊的阿基米德对流体力学学科的形成作出第一贡献。他建立了包括物理浮力定律和浮力稳
5、定性在内的液体平衡理论。奠定了流体静力学的基础。四、流体力学的发展史流体力学的形成和发展大致分为 五个时期 ：第一时期：公元前二十世纪前。抛射体在流体中的运动问题的提出。第二时期：公元前二十世纪至十七世纪下叶。阿基米德 浮力的定量理论；马里奥特 测量运动物体阻力的天称；帕斯卡 流体静力学的基本关系式； 第三时期：十七世纪下叶至二十世纪初叶。牛 顿 粘性流体的剪应力公式；*伯 努 力 定常不可压缩流体的伯努力定理； 第四时期：二十世纪初叶至中叶。普 朗 特 边界层理论。 欧 拉 流体运动的描述方法和无粘性流体运动的方程组 ; 拉格朗日 流函数；雷 诺 雷诺实验、雷诺方程式；纳维斯托克斯 粘性流体运动微分方程。第五时期：二十世纪中叶以后。流体力学开始研究气象、海洋、石油、化工、能源、环保和建筑等领域中的流体力学问题，并与有关邻近学科相互渗透，形成许多新分支。* 1732年皮托发明了量测流体流速的皮托管年皮托发明了量测流体流速的皮托管
