1、液体的主要物理性质
流体主要物性 PPT
0.0731 o E
0.0631 oE
(cm2
/
s)
0E 无单位,当其>2时,用上式将恩氏粘度0E 直接转换为运动粘度
例：汽缸内壁的直径D=12cm，活塞的直径d=11.96cm，活塞长度 L=14cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油的μ =0.1Pa·s。
求作用在活塞上的粘性力。
解： T A dv
粘度
液体
气体
掌握两种粘度的单
位计量方式(P6)
o
温气度 体
4)粘度的测量方法
法1: 用粘度计直接测量得出：(绝对粘度 , )
毛细管粘度计、旋转粘度计
法2: 用恩氏粘度计测出相对粘度(恩氏粘度 0E ),
然后用经验公式转换为运动粘度.
恩氏粘度计测定
o E t1 t2
200ml被测液体从恩氏粘度计流出的时间 200ml，20度的纯水从恩氏粘度计流出的时间50s
t
1 V
V T
(oC 1)
• 注意：
• (a)严格地说，不存在完全不可压缩的流体。 • (b)一般情况下的液体都可视为不可压缩流体
（发生水击时除外）。 • (c)对于气体，当所受压强变化相对较小时，
可视为不可压缩流体。 • (d)管路中压降较大时，应作为可压缩流体。
5.流体的粘滞性
1)粘性：在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随
• 直线惯性力： I ma
• 离心惯性力： R m 2r
• 这三种力都与液体质量m成正比，且都作用在质点 中心上，因而称为质量力
二、表面力（近程力）（接触力）
• 表面力指作用于流体的表面上，并与受作用的流 体表面积成正比。
水的物理性质有哪些
水的物理性质有哪些？
水的物理性质是指不需要通过化学变化表现出来的性质，包括以下几个方面：
1. 状态：水在常温下通常呈液态，但在低温下会结冰，在高温下会蒸发成水蒸气。
2. 颜色和透明度：水是无色、透明的液体。
3. 密度和比热：水的密度比大多数液体要大，比热也比大多数液体要高，这意味着水需要更多的能量才能被加热，并且相同质量的水和其它物质相比，可以吸收更多的热量。
4. 表面张力：水的表面张力很大，这使得水可以形成小水滴和表面波。
5. 导电性：纯水是不导电的，但水中含有电解质时，它可以导电。
6. 折射率：水的折射率比空气高，这意味着光在水中传播的速度比在空气中的速度慢。
7. 粘度：水的粘度比空气大，但比大多数液体要小。
这些物理性质使得水在自然界和人类生活中具有重要的作用，例如在工业和生活中用作溶剂和传热介质，以及在自然界中形成水循环和生态系统等。
流体的物理性质
说 明：
Vdp dV
k越大，越易被压缩
1
流体的种类不同，其k值不同。气体压缩性大 于液体。 同一种流体的k值随温度、压强的变化而变化。
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第三节 流体的主要物理性质
二、流体的压缩性和膨胀性
3、可压缩流体和不可压缩流体 不可压缩流体： 流体密度随温度、压强变化很小的流体
反映流体粘滞性 大小的系数
ν ——运动黏度，m2/s
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第三节 流体的主要物理性质 三、流体的黏性和牛顿内摩擦定律
y
u
dy Y y a b d c
0
dudt d tg(d ) dy du 角变形率 d
dt
u+du u du
F
dy
o
x udt (u+du)dt d c d' d a b a' b'
1 dV dp V
—流体的体积压缩系数，m2/N；
dp —流体压强的增加量，Pa；
V —原有流体的体积，m3； dV —流体体积的增加量，m3。
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第三节 流体的主要物理性质
二、流体的压缩性和膨胀性
2、流体的压缩性（续） 体积模量K ： 压缩系数的倒数 工程上常用体积模 量衡量流体压缩性
三、流体的黏性和牛顿内摩擦定律
1、流体的黏性 定义： 流体微团间发生相对滑移时产生切向阻力的性质
库仑实验(1784)
库仑用液体内悬吊圆盘摆动实验证实流体存在内摩擦
普通板、涂腊板和细沙板，三种圆板的衰减时间
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第三节 流体的主要物理性质
流体的主要物理性质
规定，液压油产品的牌号用粘度的等级表示，即用该液压油在40℃时的
运动粘度中心值表示。
油液的牌号：40℃时的平均运动粘度，见下表：
温度：40℃，单位：×10-6m2/s
粘度等级 VG10 VG15 VG22 VG32 粘度平均值 10 15 22 32 粘度范围 9.00 ～11.0 13.5 ～16.5 19.8 ～24.2 28.8 ～35.2 机械与材料学院©2013 粘度等级 VG46 VG68 VG100 粘度平均值 46 68 100 粘度范围 41.4～50.6 64.2 ～78.4 90.0 ～110
机械与材料学院©2013
第二章 流体的主要物理性质
三、液体的粘度将随压力和温度的变化发生相应的变化。
1、流体产生粘性的主要原因 ①液体：分子内聚力； ②气体分子作热运动，流层之间分子的热交换频繁。
2、压力的影响
在高压下，液体的粘度随压力升高而增大；常压下，压力对流体的 粘性影响较小，可忽略。 3、温度的影响 ①液体：温度升高，粘度降低； ②气体：温度升高，粘度增大。
第二章 流体的主要物理性质
（3）相对粘度（恩氏粘度） 采用特定的粘度计在规定条件下测出来的液体粘度。
Et t1 / t2
式中：t1 – 油流出的时间 t2－20OC蒸馏水流出时间 φ=2. 8mm 恩氏粘度与运动粘度的换算关系 恩氏粘度计 200ml
6.31 t (7.31 Et )cst Et
机械与材料学院©2013
第二章 流体的主要物理性质
四、 液压油的选用
1、优先考虑粘性 ν=11.5 ~ 41.3 cSt 即 20、30、40号机械油 粘温特性好是指工作介质的粘度随温度变化小，粘温特性通常用粘度 指数表示。 2、按工作压力 p 高，选 µ 大； p 低，选 µ 小 3、按环境温度 T 高，选 µ 大； T 低，选 µ 小 4、按运动速度 v 高，选 µ 小； v 低，选 µ 大 5、其他 环境 （污染、抗燃） 经济（价格、使用寿命） 特殊要求（精密机床、野外工作的工程机械）
大学流体力学课件6——第一章流体的基本概念(可压缩性)
体积弹性模量：体积压缩系数的倒数
P. 10 表1-2 水的弹性模量
§1-2
流体的主要物理ห้องสมุดไป่ตู้质
三、压缩性
体积膨胀系数： 即当压强 一定时，单位温度升高，而引起的体积 变化率。表示液体膨胀性的大小。
一般工程问题，可以不考虑 。 在容器设计，热工问题中要考虑 P.10 表1-3 水的体积膨胀系数
§1-2
第一章
§1-2
流体的基本概念
流体的主要物理性质
一、惯性
二、粘性
三、压缩性 四、表面张力
第一章
§1-2
流体的基本概念
流体的主要物理性质
三、压缩性 (compressibility) 一、流体的压缩性
微观分析
压缩性： 热胀性：
§1-2
流体的主要物理性质
三、压缩性
1. 液体的压缩性和热胀性
体积压缩系数：表征液体压缩性的大小 即当温度 一定时，每升高单位压强 而引起的体积变化率。
三、压缩性
3. 不可压缩流体的概念 不考虑压缩性的流体，是真实流体的一个简化 物理模型。 任何流体都是可压缩的。有些工程问题中可以 不考虑压缩性，认为流体是不可压缩的，即可减化 计算，又能满足计算精度要求。 通常,认为水不可压缩； 通风问题中气体为不可压缩的 高速、高压情况下必须考虑流体的压缩性。
§1-2
流体的主要物理性质
三、压缩性
2.气体的压缩性和热胀性 的变化，对气体体积变化影响很大。在一定 的温度和压力变化范围内，都可以用理想(完全)气体 (假设分子间无引力，分子本身不占容积)的气体状态 方程来表示各参数的变化规律。
R----气体常数 其参数变化关系由物理学或热力学内容中学习。
液体的主要物理性质
液体的主要物理性质自然界的物质一般有三种形式，即固体、液体和气体。
液体和气体统称为流体。
固体分子的间距很小，内聚力很大，所以它能保持固定的形状和体积，承受一定的拉力、压力和剪切力。
流体则不同，由于流体分子间距较大，内聚力较小，几乎不能承受拉力，所以流体不能保持固定的形状。
液体与气体相比，液体分子间的距离比气体小，内聚力比气体大得多，所以能保持一定的体积。
气体没有固定的形状，也没有一定的体积，极易膨胀和压缩，液体的压缩性很小，气体和液体的主要区别在于它们的可压缩程度不同。
因此，液体是易流动的、不易被压缩的。
液体运动状态的改变，一方面是受外力作用的结果，另一方面取决于液体自身的物理性质。
所以，我们在研究液体的机械运动规律之前，应首先了解液体的物理特性。
1.1 液体的主要物理性质 1.1.1液体的密度和容重单位体积液体的质量称为液体的密度，以符号ρ表示，单位是kg/m 3或g/cm 3。
它的通用微分表达式为：0(,,,)limV m dmx y z t V dVρρ∆→∆===∆ (1-1) 式中 x,y,z ——液体所在的空间位置坐标；t ——时间； m ——液体质量； V ——液体体积。
对于质量均匀分布的均质液体，其表达式可写成：mVρ=(1-2) 单位体积液体的重量称为容重，也称重度或重率，以符号γ表示，单位是N/m 3或kN/m 3。
它的通用微分表达式为：0(,,,)lim V G dGx y z t V dVγγ∆→∆===∆ (1-3) 对均质液体，其表达式为： G mg g V Vγρ=== (1-4) 式（1-4）表明了液体的容重γ与液体的密度ρ和液体所处位置的重力加速度g 有关。
g一般作为常数，取9.8m/s 2。
因为液体的体积随着温度和压强的变化而变化，故其密度和容重也将随之发生变化，但变化很小，如表1-1所示。
通常将水的密度和容重视为常数。
在一个标准大气压、温度为4℃的条件下，水的密度为1000 kg/m 3或1g/cm 3，容重为9800 N/m 3或9.8 kN/m 3。
水力学 主要知识点
（一）水头损失的计算方法
1.总水头损失： 沿程水头损失： 达西公式 圆管
l 2 hf 4R 2g
hw= ∑hf + ∑hj
l 2 hf d 2g
λ—沿程水头损失系数 R—水力半径 R A 圆管 R d 4 局部水头损失 ζ—局部水头损失系数
V2 hj 2g
3.恒定总流动量方程 F Q
2 2 1
∑Fx=ρQ（β2 v 2x-β1 v 1x）
投影形式
∑Fy=ρQ（β2 v 2y -β1 v 1y）
∑Fz=ρQ（β2 v 2z -β1 v 1z）
β—动量修正系数，一般取β=1.0
式中：∑Fx、∑Fy、∑Fz是作用在控制体上所有外力沿各坐标轴分量的合力，
请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。
4．压强的三种表示方法：绝对压强p′，相对压强p， 真空度pv, 它们之间的关系为：p= p′-pa 相对压强:p=ρgh 可以是正值，也可以是负值。。 pv=│p│（当p＜0时pv存在）
计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面
和曲面两类。 根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都
的几何关系求断面平均流速。
恒定流
非均匀流
2 p1 1v12 p2 2v2 2.恒定总流能量方程 z1 g 2 g z2 g 2 g hw
hw J= l —水力坡度 ，表示单用最广泛的方程，能量方程中的最后一项hw是单位 重量液体从1断面流到2断面的平均水头损失 （1）能量方程应用条件： 恒定流，只有重力作用，不可压缩渐变流断面，无流量和能量 的出入 （2）能量方程应用注意事项: 三选：选择统一基准面便于计算p 选典型点计算测压管水头 : z g 选计算断面使未知量尽可能少 （ 压强计算采用统一标准） （3）能量方程的应用： 它经常与连续方程联解求 ：断面平均流速，管道压强，作用水头等。 文丘里流量计是利用能量方程确定管道流量的仪器。 毕托管则是利用能量方程确定明渠（水槽）流速的仪器。 当需要求解水流与固体边界之间的作用力时，必须要用到动量方程，
物理液体知识点总结
物理液体知识点总结在本文中，我们将对液体的一些重要知识点进行总结和介绍。
首先，我们将从液体的基本性质和特征入手，介绍液体的分子结构和液体分子间的相互作用力，进而探讨液体的密度、表面张力、粘度等一些重要的物理性质。
接着，我们将介绍液体的压强和液体的压缩性，最后我们将重点讨论液体在静力学和动力学中的一些重要应用。
一、液体的性质和结构1. 液体的基本性质液体是介于固体和气体之间的一种状态，具有一定的流动性，但又不像气体那样无固定的形状和容积。
在常温常压下，大多数物质都可以存在于液体状态。
液体的流动性使得其在容器中会自由流动，而不会像固体那样具有固定的形状。
此外，液体也具有较大的分子间距和不规则的排列方式，这使得液体具有一定的可压缩性。
2. 液体分子结构液体是由分子组成的，这些分子之间通过一定的相互作用力相互吸引。
对于简单液体来说，其分子间主要存在范德华力，这种相互作用力使得分子之间会相互吸引，从而使得液体具有一定的凝聚力和表面张力。
3. 液体的密度和压力液体的密度是指其单位体积内所包含的质量，对于大多数液体来说，其密度都比较大，因此液体在它的容器中的重力较大。
因此，液体是可以产生压力的，当液体受到外力作用时，会产生一定的压力。
二、液体的物理性质1. 表面张力液体的表面张力是液体表面薄层受到液体内部分子吸引的结果。
液体内部的分子受到的相互作用力是向内的，而表面上的分子受到的相互作用力是向内的，在表面上分子所受到的相互作用力使得液体表面上具有一定的张力。
因此，液体表面张力使得液体表面具有一定的弹性，这也正是液体形成球形形状的原因。
2. 粘度液体的粘度是指液体流动时所受阻力的大小。
粘度取决于液体的种类、质量和温度等因素，一般来说，具有较大分子量和分子间作用力的液体具有较大的粘度。
粘度是液体的一个重要物理性质，不仅在工程技术中有着重要的应用，也在液体的流动和变形过程中起着重要的作用。
三、液体的压强和压缩性1. 液体的压强液体受到外力作用时，会在液体内部传递这种力，使得液体内部各点受到一定的压力。
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1 液体的主要物理性质
1-1 某油的容重为8339N/m 3，其运动粘滞系数为3.39×10
6−m 2
/s, 试求该油的动力粘滞系数。
解：由油的密度定义，338339 ==0.85110 kg/m 9.8γρ=g × 由油的粘滞系数定义，3-6-32 == 0.85110 3.3910 2.88410 N /m µρνs ××××⋅=
1-2 如图所示为一0.8m ×0.2m 的平板在油面上作水平运动，已知运动速度u =1m/s ，平板与固体边界的距离=δ1mm ，油的动力粘滞系数为 1.15N ⋅s/m 2
,由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。
解：已知：22=1m/s =1.15 N S/m 0.80.2 =0.16 m =0.001m u µA δ⋅=×，，，
由牛顿内摩擦定律，且流速沿y 方向为直线分布，则
d 1 =1.15 0.16=184 N d 0.001
u T =µA y ×× 1-3 已知水流流速分布函数为 2
3()m y u =u H
，H 为水深，u m 为液面流速，y 为距离壁面的距离，试计算y H
＝0.25，0.50处的流速梯度。
解： 对 2
3()m y u u h
= 中的y 求导，则 11
33d 212()()d 33m m u u y y u y H H H H
−−== 130.2520.25 1.06d d 3m m y H u u u
y
H H −=＝＝ 13
0.5020.500.84d d 3m m y H u u u
y H H −= ＝＝ 1-4 水箱中盛有静止液体，试问此时液体的所受的单位质量力为多少？
解：水箱中液体为静止状态，其所受质量力只有重力，水平面坐标x ,y , 铅垂坐标z 向上为正，
题1-2
则液体所受单位质量力在三个坐标方向的投影为：
= 0= 0= - x y z F X =M F Y =M F G Z ==g M M。