第一篇:流體力學實驗報告二
工程實訓
流體力學實驗報告
康達效應實驗報告 一 發現
康達效應(Coanda Effect)亦稱附壁作用或柯恩達效應。流體(水流或氣流)有離開本來的流動方向,改為隨著凸出的物體表面流動的傾向。當流體與它流過的物體表面之間存在表面摩擦時,流體的流速會減慢。只要物體表面的曲率不是太大,依據流體力學中的伯努利原理,流速的減緩會導致流體被吸附在物體表面上流動。
這種作用是以羅馬尼亞發明家亨利·康達為名。
二
實驗
1.實驗目的 觀察流體流動發現某些問題和現象
2.實驗裝置 自來水龍頭,湯匙,照相機,記錄工具
3.實驗過程及現
打開水龍頭,放出小小的水流,把小湯匙的背放在流動的旁邊。
工程實訓
水流會被吸引,流到湯匙的背上。這是附壁作用及文土里效應(Venturi Effect)作用的結果。文土里效應令湯匙與水流之間的壓力降低,把水流引向湯匙之上。當水流附在湯匙上以后,附壁作用令水流一直在湯匙上的凸出表面流動。
4.現象分析
Coanda 效應指出,如果平順地流動的流體經過具有一定彎度的凸表面的時候,有向凸表面吸附的趨向。開自來水的時候,如果手指碰到水柱,水會沿著手臂的下側往下淌,而不是按重力方向從龍頭直接往下流。
工程實訓
毛細現象實驗報告
一 毛細現象
毛細作用,是液體表面對固體表面的吸引力。毛細管插入浸潤液體中,管內液面上升,高于管外,毛細管插入不浸潤液體中,管內液體下降,低于管外的現象。毛巾吸水,地下水沿土壤上升都是毛細現象。
在自然界和日常生活中有許多毛細現象的例子。植物莖內的導管就是植物體內的極細的毛細管,它能把土壤里的水分吸上來。磚塊吸水、毛巾吸汗、粉筆吸墨水都是常見的毛細現象。
二 實驗
1.實驗目的 觀察流體流動發現某些問題和現象
2.實驗裝置 自來水,紅墨汁,大小玻璃杯各一個,毛巾,不同粗細的吸管三根,照相機,記錄工具
3.實驗過程及現象
工程實訓
1.把浸潤液體裝在容器里,例如把水裝在玻璃燒杯里,由于水浸潤玻璃,器壁附近的液面向上彎曲,把不浸潤液體裝在容器里,例如把水銀裝在玻璃管里,由于水銀本身的表面張力大于水銀與管壁之間的附著力,器壁附近的液面向下彎曲。在內徑較小的容器里,這種現象更顯著,液面形成凹形或凸形的彎月面。
2.毛細現象把幾根內徑不同的細玻璃管插入水中,可以看到,管內的水面比容器里的水面高,管子的內徑越小,里面的水面越高。把這些細玻璃管插入水銀中,發生的現象正好相反,管子里的水銀面比容器里的水銀面低,管子的內徑越小,里面的水銀面越低。
4.現象分析
根據毛細現象,浸潤液體在毛細管中的液面是凹形的,它對下面的液體施加拉力,使液體沿著管壁上升。毛細管插入浸潤液體中,管內液面上升,高于管外,毛細管插入不浸潤液體中,管內液體下降,低于管外。
第二篇:四川大學化工原理流體力學實驗報告
化工原理實驗報告
流體力學綜合實驗
姓名:
學號:
班級號:
實驗日期:2016
實驗成績:
流體力學綜合實驗
一、實驗目的:
1.測定流體在管道內流動時的直管阻力損失,作出λ與Re的關系曲線。
2.觀察水在管道內的流動類型。
3.測定在一定轉速下離心泵的特性曲線。
二、實驗原理
1、求
λ
與Re的關系曲線
流體在管道內流動時,由于實際流體有粘性,其在管內流動時存在摩擦阻力,必然會引起流體能量損耗,此損耗能量分為直管阻力損失和局部阻力損失。流體在水平直管內作穩態流動(如圖1所示)時的阻力損失可根據伯努利方程求得。
以管中心線為基準面,在1、2截面間列伯努利方程:
圖1
流體在1、2截面間穩定流動
因u1=u2,z1=z2,故流體在等直徑管的1、2兩截面間的阻力損失為
流體流經直管時的摩擦系數與阻力損失之間的關系可由范寧公式求得,其表達式為
由上面兩式得:
而
由此可見,摩擦系數與流體流動類型、管壁粗糙度等因素有關。由因此分析法整理可形象地表示為
式中:-----------直管阻力損失,J/kg;
------------摩擦阻力系數;
----------直管長度和管內徑,m;
---------流體流經直管的壓降,Pa;
-----------流體的密度,kg/m3;
-----------流體黏度,Pa.s;
-----------流體在管內的流速,m/s;
流體在一段水平等管徑管內流動時,測出一定流量下流體流經這段管路所產生的壓降,即可算得。兩截面壓差由差壓傳感器測得;流量由渦輪流量計測得,其值除以管道截面積即可求得流體平均流速。在已知管徑和平均流速的情況下,測定流體溫度,確定流體的密度和黏度,則可求出雷諾數,從而關聯出流體流過水平直管的摩擦系數與雷諾數的關系曲線圖。
2、求離心泵的特性曲線
三、實驗流程圖
流體力學實驗流程示意圖
轉子流量計
離心泵
壓力表
真空壓力表
水箱
閘閥1
閘閥2
球閥3
球閥2
球閥1
渦輪流量計
孔板流量計
?35×2鋼管
?35×2鋼管
?35×2銅管
?10×2鋼管
四、實驗操作步驟
1、求
λ
與Re的關系曲線
1)
根據現場實驗裝置,理清流程,檢查設備的完好性,熟悉各儀表的使用方法。
2)
打開控制柜面上的總電源開關,按下儀表開關,檢查無誤后按下水泵開關。
3)
打開球閥1,調節流量調節閘閥2使管內流量約為10.5,逐步減小流量,每次約減少0.5,待數據穩定后,記錄流量及壓差讀數,待流量減小到約為4后停止實驗。
4)
打開球閥2,關閉球閥1,重復步驟(3)。
5)
打開球閥2和最上層鋼管的閥,調節轉子流量計,使流量為40,逐步減小流量,每次約減少4,待數據穩定后,記錄流量及壓差讀數,待流量減小到約為4時停止實驗。完成直管阻力損失測定。
2、求離心泵的特性曲線
1)
根據現場實驗裝置,理清流程,檢查設備的完好性,熟悉各儀表的使用方法。
2)
打開控制柜面上的總電源開關,按下儀表開關,先關閉出口閥門,檢查無誤后按下水泵開關。
3)
打開球閥2,調節流量調節閥1使管內流量,先開至最大,再逐步減小流量,每次約減少1,待數據穩定后,記錄流量及壓差讀數,待流量減小到約為4后停止實驗,記錄9-10組數據。
4)
改變頻率為35Hz,重復操作(3),可以測定不同頻率下離心泵的特性曲線。
五、實驗數據記錄
1、設備參數:;
;
2、實驗數據記錄
1)求
λ
與Re的關系曲線
銅管湍流
鋼管湍流
序號
qv(m3h)
?p(kpa)
序號
qv(m3h)
?p(kpa)
8.7
3.14
11.1
4.65
8.3
2.90
10.5
4.20
7.9
2.66
9.9
3.78
7.5
2.40
9.3
3.38
7.1
2.21
8.7
3.00
6.7
1.97
8.1
2.61
6.3
1.77
7.5
2.25
5.9
1.55
6.9
1.97
5.5
1.38
6.3
1.68
5.1
1.21
5.7
1.40
4.7
1.04
5.1
1.16
鋼管層流
序號
qv(Lh)
?p(pa)
935
701
500
402
340
290
230
165
116
582、求離心泵的特性曲線
30Hz離心泵數據記錄
序號
流量
真空表
壓力表
電機功率
15.65
-2200
28000
694
14.64
-2000
31000
666
13.65
-1800
37000
645
12.65
-1200
40000
615
11.62
200
42000
589
10.68
0
47000
565
9.66
50000
549
8.67
1000
51000
521
7.67
1500
55000
488
6.63
1800
59000
468
5.62
1800
60000
442
4.58
2000
67000
388
0.08
0.0022
0.083
166.9
35Hz離心泵數據記錄
序號
流量
真空表
壓力表
電機功率
18.27
-500
42000
1052
17.26
-400
48000
998
16.24
-300
51000
972
15.26
-300
56000
933
14.27
-200
61000
906
13.28
-200
65000
861
12.27
-200
68000
824
11.27
-100
71000
798
10.26
0
76000
758
9.26
-100
80000
725
8.26
0
82000
682
7.26
-100
89000
653
6.27
150
90000
626
5.26
180
100000
585
4.43
200
110000
528
六、典型計算
1、求
λ
與Re的關系曲線
以銅管湍流的第一組數據為例計算
T=22℃時,ρ≈997.044kg/m3
μ≈1.0×10-3Pa?s
以管中心線為基準面,在1、2截面間列伯努利方程
P1ρ+u12+gz1=P2ρ+u22+gz2+hf
因u1=u2,z1=z2,故流體在等徑管的1、2兩截面間的阻力損失為
hf=?Pρ=3.14*10001000=3.15J/kg
u=qvA=qvπ4d12=8.73600×0.0007548=3.202m/s
;
Re=duρμ=0.031×3.202×997.0440.001=98960.27
因為hf=λ?Pρ
;
所以λ=?Pρd1l2u2=3.15×0.0311.2×23.2022=0.01587
其他計算與此相同。
2、求離心泵的特性曲線
湍流銅管:管長L2=1.2m;管內徑d2=31mm
銅管湍流
序號
qv(m3h)
?p(kpa)
u(ms)
Re
λ
8.7
3.14
3.202
98960.27
0.01587
8.3
2.90
3.055
94410.37
0.01611
7.9
2.66
2.907
89860.48
0.01631
7.5
2.40
2.760
85310.58
0.01633
7.1
2.21
2.613
80760.68
0.01677
6.7
1.97
2.466
76210.78
0.01679
6.3
1.77
2.318
71660.89
0.01706
5.9
1.55
2.171
67110.99
0.01704
5.5
1.38
2.024
62561.09
0.01745
5.1
1.21
1.877
58011.19
0.01780
4.7
1.04
1.730
53461.3
0.01801
鋼管湍流
序號
qv(m3h)
?p(kpa)
u(ms)
Re
λ
11.1
4.65
4.085
126259.7
0.01444
10.5
4.20
3.864
119434.8
0.01458
9.9
3.78
3.643
112610
0.01476
9.3
3.38
3.423
105785.1
0.01495
8.7
3.00
3.202
98960.27
0.01517
8.1
2.61
2.981
92135.43
0.01522
7.5
2.25
2.760
85310.58
0.01530
6.9
1.97
2.539
78485.73
0.01583
6.3
1.68
2.318
71660.89
0.01620
5.7
1.40
2.098
64836.04
0.01649
5.1
1.16
1.877
58011.19
0.01706
湍流鋼管:管長L3=1.2m;管內徑d32=31mm
鋼管層流
層流鋼管:管長L1=2m;管內徑d1=6mm
序號
qv(Lh)
?p(pa)
u(ms)
Re
λ
935
0.393
2351.03
0.06084
701
0.353
2111.74
0.05631
500
0.314
1878.43
0.05083
402
0.275
1645.12
0.05338
340
0.236
1411.81
0.06145
290
0.196
1172.52
0.07547
230
0.157
939.22
0.09353
165
0.118
705.91
0.11928
116
0.079
472.60
0.18869
0.039
233.31
0.377372、離心泵的特性曲線
以第一組數據為例,n=30Hz
T=23℃時,ρ≈997.044Kg/m3
μ≈1.0×10-3Pa?s
以水平地面為基準面,離心泵進口壓力表為1-1截面,離心泵出口壓力表為2-2截面,在此兩截面之間列伯努利方程
P1ρg+u12g+z1+H=P2ρg+u22g+z2+Hf
因為
Hf≈0
;
所以H=
P2-P1ρg+u2-u12g+?Z
?Z=Z2-Z2=0.2m
;
進口直徑D=50mm
;
出口直徑d=40mm
u1=qvA1=qvπ4D2=15.653600×π4×0.052m/s=2.215m/s
;
u2=qvA2=qvπ4d2=15.653600×π4×0.042m/s=3.458m/s、H=3.647mH2O
N=N電?η電?η傳
;
η電=0.75
;
η傳=0.95
N=694×0.75×0.95=494.5W
η=NtN
;
Nt=qHρg=3.647×15.65×997.044×9.81/3600W=155.26W
η=155.26494.5×100%=31.36%
序號
流量Qv(m3h)
揚程
軸功率
效率
15.65
3.647
494.5
31.36%
14.64
3.889
474.5
32.60%
13.65
4.440
459.6
35.83%
12.65
4.647
438.2
36.45%
11.62
4.672
419.7
35.15%
10.68
5.173
402.6
37.29%
9.66
5.439
391.2
36.49%
8.67
5.422
371.2
34.41%
7.67
5.756
347.7
34.50%
6.63
6.113
333.5
33.02%
5.62
6.197
314.9
30.04%
4.58
6.876
276.45
30.95%
30Hz離心泵的特性曲線
35Hz離心泵的特性曲線
序號
流量Qv(m3h)
揚程
軸功率
效率
18.27
5.036
749.55
33.35%
17.26
5.586
711.08
36.84%
16.24
5.833
692.55
37.16%
15.26
6.298
664.76
39.28%
14.27
6.756
645.53
40.58%
13.28
7.125
613.46
41.91%
12.27
7.394
587.10
41.99%
11.27
7.656
568.58
41.23%
10.26
8.125
540.08
41.94%
9.26
8.515
516.56
41.47%
8.26
8.684
485.93
40.11%
7.26
9.387
465.26
39.80%
6.27
9.444
446.03
36.07%
5.26
10.446
416.81
35.82%
4.43
11.455
376.20
36.65%
七、實驗結果分析與討論
1、求
λ
與Re的關系曲線
實驗結果:由關系曲線可以看出,鋼管層流實驗中,雷諾數與摩擦阻力系數在雙對數坐標中呈線性關系,摩擦阻力系數只與流動類型有關,且隨雷諾數的增加而減小,而與管壁粗糙度無關;在銅管湍流與鋼管湍流實驗中,摩擦阻力系數隨雷諾數增加而趨于一個定值,此時流體進入完全阻力平方區,摩擦阻力系數僅與管壁的相對粗糙度有關,與雷諾數的增加無關。
結果分析:實驗結果基本與理論相符合,但是也存在誤差,如:在鋼管層流實驗中,在雷諾數在1870~2000范圍內,雷諾數Re增大,λ并不隨Re增大而減小,反而增大。產生這種現象可能是因為在Re為1870~2000范圍內時已經非常接近于湍流,導致其規律與理論出現偏差。此外,還有可能是因為設備本身存在的誤差,即流量調小至一定程度時,無法保證對流量的精準調節,使結果出現誤差。
減小誤差的措施:a.在實驗正式開始前對設備進行檢查,確認設備無漏水等現象再開始實驗;b.進行流量調節時,每次應以相同幅度減小c.調節好流量后,應等待3分鐘,等讀數穩定后再進行讀數。
2、離心泵的特性曲線
實驗結果:有實驗數據和曲線圖可以看出,揚程隨流量的增加而降低,軸功率隨流量的增加而升高,效率隨流量的增加先升高后降低。隨著轉速增大,三者均增大,由實驗結果可以看出,基本符合Qv'Qv=n'n、H'H=n'n2、N'N=n'n3的速度三角形關系。
結果分析:實驗結果與理論規律基本符合,在轉速為35Hz時結果較理想,但是在轉速為30Hz時,雖然符合基本規律,但是效率明顯過低。造成這種現象的主要原因是轉速過低,設備存在的設備誤差更大,改善方法是在較高轉速下進行實驗。
減小誤差的方法:a.在實驗正式開始前對設備進行檢查,確認設備無漏水等現象再開始實驗;b.進行流量調節時,每次應以相同幅度減小c.調節好流量后,應等待3分鐘,等讀數穩定后再進行讀數。d.在轉速稍高的條件下進行實驗。e.讀數壓力表時指針擺動幅度大,應在均勻擺動時取其中間值。
六、實驗思考與討論問題
1、直管阻力產生的原因是什么?如何測定與計算?
答:流體有粘性,管壁與流體間存在摩擦阻力。用壓力計測定所測流體在所測水平等徑管內流動的壓差,一定要水平等徑,△p=ρhf就可求得直管阻力。
2、影響本實驗測量準確度的原因有哪些?怎樣才能測準數據?
答:管內是否混入氣泡,流體流動是否穩定。排出管內氣泡,改變流速后等待2~3min待流體流動穩定后記錄數據。
3、水平或垂直管中,對相同直徑、相同實驗條件下所測出的流體的阻力損失是否相同?
答:不同,根據伯努利方程可知,垂直管高度差將影響阻力損失。
根據實驗測定數據,如何確定離心泵的工作點?
答:離心泵的工作點就是離心泵特性曲線與管路特性曲線的交點,此時泵給出的能量與管路輸送液體所消耗的能量相等。
第三篇:實驗報告二
成都大學《Visual FoxPro 程序設計》實驗報告
實驗二 數據表文件的建立與操作
班級:級專業班姓名:實驗時間:年月日 實驗目的:
1.學習用菜單法和命令法進行數據表結構的建立、顯示、修改及數據表文件的打開和關閉。2.熟悉掌握用菜單法和命令法進行數據表數據的添加、瀏覽、修改、刪除、檢索與統計。實驗內容:
1.完成“Visual FoxPro程序設計上機實驗及習題集·實驗3”中1~10項。2.完成“Visual FoxPro程序設計上機實驗及習題集·實驗4”中1~6項。
3.分別復制文件XS.DBF和CJ.DBF為學生.DBF和成績.DBF,創建一個名為練習.DBC的數據庫,在其中完成下列操作,寫出命令語句:
① 顯示86年出生的學生記錄,要求只顯示學號、姓名和出生日期。
② 將所有的團員記錄復制到文件:團員.DBF。
③ 將所有入校總分在500分以下(不包括500分)的學生的入校總分增加5%。
④ 設當前記錄指針在第一條,分別用命令:GO、SKIP、LOCATE和SEEK實現將指針定位到
第五條記錄。
⑤ 建立一個以入校總分和出生日期排序的索引文件(復合索引,索引名為ZFRQ)。
⑥ 設已分別在兩個工作區打開了學生.DBF和課程.DBF,將兩個表連接成學生成績.DBF,在其中包含字段:學號、姓名、語文、數學、英語。
⑦ 設學生.DBF和課程.DBF兩表已按學號建立了索引,按學號建立兩表的臨時關聯。
實驗收獲和建議:
成都大學計算機基礎教研室制
第四篇:海南大學工程流體力學觀摩實驗報告(FLUENT軟件)(模版)
學院:機電工程學院專業:11機電1班
姓名:XXX學號:2011050131XXXX
實驗工程流體力學觀摩(FLUENT軟件)
一、實驗目的1、了解流體重要的物理性質及體現形式;
2、更深入的了解流體靜力學基本原理、測壓原理及浮力定律等靜力學基本知識;
3、掌握流體運動學與動力學基本原理,從實踐上理解伯努利方程及其應用,了解粘性流體流態的判別方法。
二、實驗內容
1、觀摩“流體基本物理性質”錄像:粘性、壓縮性、膨脹性及表面張力。
2、觀摩“流體靜力學原理”錄像:測壓原理、壓力傳遞原理和浮力定律、相對靜止流體的運動規律。
3、觀摩“流體靜力學和動力學”錄像:流線與跡線、伯努利方程、雷諾實驗、流體流態實驗、泄流、流譜顯示、射流反推力。
4、通過老師講解,了解計算流體流體力學的發展歷史,了解FLUENT和GAMBIT軟件的基本操作,并自行上機練習。
三、實驗結果及分析
1、流體表面張力是指使流體表面張緊的力。兩個圓形鐵環中間各連著一根線,表面涂上肥皂泡,用玻璃棒捅破一半肥皂泡,細線向另一側彎曲;毛細管插入杯中的紅色液體中時,管內液面明顯上升;毛細管插入水銀液體中時,管內液面會呈下降狀態。這些現象都是表面張力的做用的結果。
2、流體膨脹性是指在壓力不變的條件下,流體溫度升高而體積增大的性質。右手握住溫度計的液泡,溫度計的液柱就會上升;燒瓶口用一插有細管的活塞堵住,細管內有有色液體,用手握住燒瓶底加熱,管內有色液體會向右移動。這些實驗說明液體和流體具有膨脹性。
3、流體壓縮性是指在溫度不變的條件下,流體在壓力作用下體積縮小的性質。出口端封死的注射器,用手壓活塞,注射器管內的空氣體積縮小;在注射器內充滿紅色的水,用力推活塞,即使用力很大也很難壓縮;這說明氣體容易被壓縮,液體不容易被壓縮。二者的 壓縮性不同是由于分子結構的顯著差異造成的。
4、用旋轉粘度計測液體粘度。測量低粘度的液體的讀數為30Pa·s,測量較高粘度的液體的讀數為60Pa·s.5、兩臺相同的裝置中裝有20和40攝氏度的相同體積的液體,同時打開活塞后,溫度較高的液體先流完;這說明溫度越高的液體越易流動,即液體的粘度隨溫度的升高而下降。對于氣體粘度隨溫度升高而升高,這主要是氣體和液體的分子結構顯著差異造成的。
第五篇:流體力學課件
流體力學是力學的一個分支,主要研究在各種力的作用下,流體本身的靜止狀態和運動狀態以及流體和固體界壁間有相對運動時的相互作用和流動規律。下面小編給大家帶來流體力學課件,歡迎大家閱讀。
流體力學課件
一、流體的基本特征
1.物質的三態
在地球上,物質存在的主要形式有:固體、液體和氣體。
流體和固體的區別:從力學分析的意義上看,在于它們對外力抵抗的能力不同。
固體:既能承受壓力,也能承受拉力與抵抗拉伸變形。
流體:只能承受壓力,一般不能承受拉力與抵抗拉伸變形。
液體和氣體的區別:氣體易于壓縮;而液體難于壓縮;液體有一定的體積,存在一個自由液面;氣體能充滿任意形狀的容器,無一定的體積,不存在自由液面。
液體和氣體的共同點:兩者均具有易流動性,即在任何微小切應力作用下都會發生變形或流動,故二者統稱為流體。
2.流體的連續介質模型
微觀:流體是由大量做無規則運動的分子組成的,分子之間存在空隙,但在標準狀況下,1cm3液體中含有3.3×1022個左右的分子,相鄰分子間的距離約為3.1×10-8cm。1cm3氣體中含有2.7×1019個左右的分子,相鄰分子間的距離約為3.2×10-7cm。
宏觀:考慮宏觀特性,在流動空間和時間上所采用的一切特征尺度和特征時間都比分子距離和分子碰撞時間大得多。
(1)概念
連續介質(continuum/continuous medium):質點連續充滿所占空間的流體或固體。
連續介質模型(continuum continuous medium model):把流體視為沒有間隙地充滿它所占據的整個空間的一種連續介質,且其所有的物理量都是空間坐標和時間的連續函數的一種假設模型:u =u(t,x,y,z)。
(2)優點
排除了分子運動的復雜性。物理量作為時空連續函數,則可以利用連續函數這一數學工具來研究問題。
3.流體的分類
(1)根據流體受壓體積縮小的性質,流體可分為:
可壓縮流體(compressible flow):流體密度隨壓強變化不能忽略的流體。
不可壓縮流體(incompressible flow):流體密度隨壓強變化很小,流體的密度可視為常數的流體。
注:
(a)嚴格地說,不存在完全不可壓縮的流體。
(b)一般情況下的液體都可視為不可壓縮流體(發生水擊時除外)。
(c)對于氣體,當所受壓強變化相對較小時,可視為不可壓縮流體。
(d)管路中壓降較大時,應作為可壓縮流體。
(2)根據流體是否具有粘性,可分為:
實際流體:指具有粘度的流體,在運動時具有抵抗剪切變形的能力。
理想流體:是指既無粘性又完全不可壓縮流體,在運動時也不能抵抗剪切變形。
二、慣性
一切物質都具有質量,流體也不例外。質量是物質的基本屬性之一,是物體慣性大小的量度,質量越大,慣性也越大。單位體積流體的質量稱為密度(density),單位:kg/m3。
三、壓縮性
1.壓縮性
流體的可壓縮性(compressibility):作用在流體上的壓力變化可引起流體的體積變化或密度變化,這一現象稱為流體的可壓縮性。壓縮性可用體積壓縮率k來量度。
2.體積壓縮率k
體積壓縮率k(coefficient of volume compressibility):流體體積的相對縮小值與壓強增值之比,即當壓強增大一個單位值時,流體體積的相對減小值。
3.體積模量K
流體的壓縮性在工程上往往用體積模量來表示。體積模量K(bulk modulus of elasticity)是體積壓縮率的倒數。
k與K隨溫度和壓強而變化,但變化甚微。
說明:a.K越大,越不易被壓縮,當K時,表示該流體絕對不可壓縮。
b.流體的種類不同,其k和K值不同。
c.同一種流體的k和K值隨溫度、壓強的變化而變化。
d.在一定溫度和中等壓強下,水的體積模量變化不大
一般工程設計中,水的K=2×109 Pa,說明Dp =1個大氣壓時。Dp不大的條件下,水的壓縮性可忽略,相應的水的密度可視為常數。
四、粘度
1.粘性
粘性:即在運動的狀態下,流體所產生的抵抗剪切變形的性質。
2.粘度
(1)定義
流體的粘度:粘性大小由粘度來量度。流體的粘度是由流動流體的內聚力和分子的動量交換所引起的。
(2)分類
動力粘度:又稱絕對粘度、動力粘性系數、粘度,是反映流體粘滯性大小的系數,單位:N"s/m2。
運動粘度ν:又稱相對粘度、運動粘性系數。
(3)粘度的影響因素
流體粘度的數值隨流體種類不同而不同,并隨壓強、溫度變化而變化。
1)流體種類。一般地,相同條件下,液體的粘度大于氣體的粘度。
2)壓強。對常見的流體,如水、氣體等,m值隨壓強的變化不大,一般可忽略不計。
3)溫度。是影響粘度的主要因素。當溫度升高時,液體的粘度減小,氣體的粘度增加。
a.液體:內聚力是產生粘度的主要因素,當溫度升高,分子間距離增大,吸引力減小,因而使剪切變形速度所產生的切應力減小,所以m值減小。
b.氣體:氣體分子間距離大,內聚力很小,所以粘度主要是由氣體分子運動動量交換的結果所引起的。溫度升高,分子運動加快,動量交換頻繁,所以粘度增加。
3.牛頓內摩擦定律
a.牛頓內摩擦定律: 液體運動時,相鄰液層間所產生的切應力與剪切變形的速率成正比。
說明:
1)流體的切應力與剪切變形速率,或角變形率成正比。——區別于固體的重要特性:固體的切應力與角變形的大小成正比。
2)流體的切應力與動力粘度m成正比。
3)對于平衡流體du /dy =0,對于理想流體m=0,所以均不產生切應力,即t =0。
b.牛頓平板實驗與內摩擦定律
2.牛頓流體、非牛頓流體
牛頓流體(newtonian fluids):是指任一點上的剪應力都同剪切變形速率呈線性函數關系的流體,即遵循牛頓內摩擦定律的流體稱為牛頓流體。
非牛頓流體:不符合上述條件的均稱為非牛頓流體