1、第一章 流体流动流体流动规律是本门课程的重要基础，主要原因有以下三个方面：（ 1）流动阻力及流量计算（ 2）流动对传热、传质及化学反应的影响（ 3）流体的混合效果1.1概述n 1.1.1流体流动的考察方法 n 1.1.2流体流动中的作用力n 1.1.3流体流动中的机械能1.1.1 流体流动的考察方法 气体合液体统称为流体。流体是由大量的彼此间有一定间隙的单个 分子 所组成。不同的考察方法对流体流动情况的理解也就不同。在物理化学重（气体分子运动论）是考察单个分子的微观运动，分子的运动是随机的、不规则的混乱运动，在某一方向上有时有分子通过，有时没有。因此这种考察方法认为流体是不连续的介质，所需处理
2、的运动是一种随机的运动，问题将是非常复杂的。 (1)连续性假设n 在化工原理中是考察液体质点的宏观运动，流体质点是由大量分子组成的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由路程却要大的多。这样，可以假定流体是有大量质点组成、彼此间没有间隙、完全充满所占空间连续介质。流体的物性及运动参数在空间作连续分布，从而可以使用连续函数的数学工具加以描述。n 在绝大多数情况下流体的连续性假设是成立的，只是高真空稀薄气体的情况下连续性假定不成立。（ 2）流体运动的描述方法 拉格朗日法 选定一个流体质点，对其跟踪观察，描述其运动参数（位移、数度等）与时间的关系。可见，拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状
3、态。 欧拉法 在固定的空间位置上观察 流体质点的运动情况，直接描述各有关参数在空间各点的分布情况合随时间的变化，例如对速度 u，可作如下描述：可见，欧拉法描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。（ 3）定态流动（稳定流动，定常流动）n 若空间各点的状态不随时间变化，改流动称为定态流动。n ux,uy,yz,p, f(x,y,z) 与 t 无关（ 4）流线与轨线n 流线是采用欧拉法考察的结果，流线上各点的切线表示同一时刻各点的速度方向。如图 1所示。流线上四个箭头分别表示在同一时间四个不同空间位置上 a、 b、 c、 d、四个流体质点（不是真正几何意义上的点，而是具有质点尺寸的点）的速度方向。由
4、于同一点在指定某一时刻只有一个速度，所以各流线不会相交。n 轨线 是采用拉格朗日法考察流体运动所的的结果，轨线是某一流体质点的流动轨迹，轨线上各点表示同一质点在不同时刻的空间位置。显然，轨线与流线是完全不同的。轨线描述的是同一质点在不同时，间的位置，而流线表示的则是同一瞬间不同质点的速度方向。1.1.1 流体流动的考察方法（ 5）系统与控制体（ 6）考察方法的选择1.1.2流体流动中的 作用力n （ 1）体积力（质量力） n （ 2）表面力 n （ 3）牛顿粘性定律（ 1）体积力（质量力） n 与流体的质量成正比，对于均质的流体也与流体的体积成正比。如流体在重力场中运动时受到的重力就是一种体积力， F mg。
