氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第一頁，共六十頁，2022年，8月28日流體的密度，流體壓縮性和膨脹性，流體粘性；流體靜壓強(qiáng)計(jì)算與測(cè)量，平衡流體對(duì)壁面作用力；流體連續(xù)性方程、伯努利方程、動(dòng)量方程；密閉管流的雷諾數(shù)計(jì)算，層流和湍流，管路沿程和局部阻力計(jì)算；氣體一元流動(dòng)特性，等熵與絕熱氣流的基本方程，收縮管與拉瓦爾管計(jì)算。培訓(xùn)主要內(nèi)容：第二頁，共六十頁，2022年，8月28日第一章緒論第二章流體靜力學(xué)第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)第四章流體動(dòng)力學(xué)第五章量綱分析與相似理論工程流體力學(xué)第六章粘性流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第七章壓力管路、孔口和管嘴出流第八章理想不可壓縮流體平面流動(dòng)第九章氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第三頁，共六十頁，2022年，8月28日第一章緒論第二章流體靜力學(xué)第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)第四章流體動(dòng)力學(xué)第五章量綱分析與相似理論工程流體力學(xué)第六章粘性流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第七章壓力管路、孔口和管嘴出流第八章理想不可壓縮流體平面流動(dòng)第九章氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第四頁，共六十頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程流體力學(xué)及其在石油工業(yè)中的作用第二節(jié)流體的基本概念第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第四節(jié)作用在流體上的力第一章緒論第五頁，共六十頁，2022年，8月28日流體力學(xué)是研究流體在外力作用下平衡和運(yùn)動(dòng)一門學(xué)科，是力學(xué)的一個(gè)分支。第一節(jié)概述流體力學(xué)靜力學(xué)動(dòng)力學(xué)宏觀平衡運(yùn)動(dòng)規(guī)律第六頁，共六十頁，2022年，8月28日一、流體力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史第一階段（16世紀(jì)以前）萌芽階段第二階段（16世紀(jì)文藝復(fù)興以后—18世紀(jì)中葉）成為一門獨(dú)立學(xué)科的基礎(chǔ)階段第三階段（18世紀(jì)中葉—19世紀(jì)末）兩方向發(fā)展—?dú)W拉(理論)、伯努利(實(shí)驗(yàn))第四階段（19世紀(jì)末以來）流體力學(xué)飛躍發(fā)展第一節(jié)概述第七頁，共六十頁，2022年，8月28日理論分析法優(yōu)點(diǎn)：明確給出各種物理量和運(yùn)動(dòng)參量之間的變化關(guān)系，有較好的普遍適用性。缺點(diǎn)：數(shù)學(xué)上的困難，能得出解析解的數(shù)量有限。實(shí)驗(yàn)法優(yōu)點(diǎn)：能直接解決生產(chǎn)中的復(fù)雜問題，并能發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象和新問題，它的結(jié)果可以作為檢驗(yàn)其他方法是否正確的依據(jù)。缺點(diǎn)：對(duì)不同情況需作不同的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果的普遍適用性差。值計(jì)算法優(yōu)點(diǎn)：許多分析法無法求解的問題可得出它的數(shù)值解。缺點(diǎn)：對(duì)復(fù)雜而又缺乏完善的數(shù)學(xué)模型，仍無能為力。二、研究方法第八頁，共六十頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程流體力學(xué)及其在石油工業(yè)中的作用第二節(jié)流體的基本概念第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第四節(jié)作用在流體上的力第一章緒論第九頁，共六十頁，2022年，8月28日一、流體的定義和特征物質(zhì)常見的存在狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，分別稱為固體、液體和氣體。

通常將流動(dòng)的物質(zhì)稱為流體（水、空氣、汽油）。

從力學(xué)的角度將流體定義為：在任何微小剪切力的持續(xù)作用下，能夠連續(xù)不斷變形的物質(zhì)。這種性質(zhì)稱易流動(dòng)性。流體=（液體+氣體）第二節(jié)連續(xù)介質(zhì)假設(shè)第十頁，共六十頁，2022年，8月28日液體與固體的主要差別在于：

固體在靜止?fàn)顟B(tài)下，能抵抗而靜止的液體，能抵抗拉力√壓力√剪切力√拉力×壓力√剪切力×第二節(jié)連續(xù)介質(zhì)假設(shè)第十一頁，共六十頁，2022年，8月28日液體與氣體的都具有易流動(dòng)性，但是：

氣體比液體更容易變形（流動(dòng)）。這是因?yàn)闅怏w的分子分布比液體稀疏得多（即其分子間距大，分子間引力小）

而且氣體還存在體積的易變性（可壓縮性）。

此外液體通常存在自由表面，這是固體和氣體所沒有的。第二節(jié)連續(xù)介質(zhì)假設(shè)第十二頁，共六十頁，2022年，8月28日二、連續(xù)介質(zhì)假設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，lmm3氣體中有2.7×1016個(gè)分子；lmm3的液體中有3.4×1019個(gè)分子。研究的并不是個(gè)別分子的微觀運(yùn)動(dòng)，而是液體的宏觀運(yùn)動(dòng)特性（速度、壓強(qiáng)、溫度等），即大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均特性。因此，引入流體質(zhì)點(diǎn)的概念，把流體看成是由連續(xù)分布的流體質(zhì)點(diǎn)所組成的連續(xù)介質(zhì)。液體是由大量不斷地作無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的分子所組成，從微觀角度以離散的分子為對(duì)象來研究流體的運(yùn)動(dòng)將是極其復(fù)雜的。第二節(jié)連續(xù)介質(zhì)假設(shè)第十三頁，共六十頁，2022年，8月28日二、連續(xù)介質(zhì)假設(shè)流體質(zhì)點(diǎn)可看成含有大量分子并能保持其宏觀力學(xué)特性的一個(gè)微小體積，并認(rèn)為組成流體的最小物理單元是流體質(zhì)點(diǎn)，而不是流體分子。1.流體質(zhì)點(diǎn)現(xiàn)以密度為例說明流體質(zhì)點(diǎn)的概念。在流體中任一點(diǎn)A（x,y,z）處取的微小體積△V，其質(zhì)量為△

m，則其密度為第二節(jié)連續(xù)介質(zhì)假設(shè)第十四頁，共六十頁，2022年，8月28日△V→0理解為一個(gè)很小的值（微小體積）。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，lmm3氣體中有2.7×1016個(gè)分子；lmm3的液體中有3.4×1019個(gè)分子。把宏觀上足夠小，微觀上足夠大的微小體積稱為流體質(zhì)點(diǎn)。

數(shù)學(xué)描述為：在流體中任一點(diǎn)A(x,y,z)處取一個(gè)液體微團(tuán)△V,當(dāng)△V→0時(shí)，這個(gè)流體微團(tuán)趨于點(diǎn)A，稱為流體質(zhì)點(diǎn)。第二節(jié)連續(xù)介質(zhì)假設(shè)第十五頁，共六十頁，2022年，8月28日流體是由無數(shù)連續(xù)分布的流體質(zhì)點(diǎn)所組成的連續(xù)介質(zhì)，稱為連續(xù)介質(zhì)假設(shè)（連續(xù)介質(zhì)模型）。2.連續(xù)介質(zhì)假設(shè)二、連續(xù)介質(zhì)假設(shè)這是流體力學(xué)中基本假設(shè)之一，由歐拉于1755年提出的。由此，流體質(zhì)點(diǎn)宏觀運(yùn)動(dòng)的物理量可以表示成空間坐標(biāo)和時(shí)間的連續(xù)函數(shù)：從而可用連續(xù)函數(shù)等數(shù)學(xué)工具來研究流體的平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。第二節(jié)連續(xù)介質(zhì)假設(shè)第十六頁，共六十頁，2022年，8月28日流體的連續(xù)介質(zhì)的假設(shè)，對(duì)一般工程實(shí)際問題都是適用的。但對(duì)于某些特殊問題，如航天器在高空稀薄空氣中飛行時(shí)，氣體的分子間距與航天器的尺寸可以比擬，此時(shí)不能采用連續(xù)介質(zhì)假設(shè)，需要用分子動(dòng)力論的微觀方法來研究。2.連續(xù)介質(zhì)假設(shè)第二節(jié)連續(xù)介質(zhì)假設(shè)激波二、連續(xù)介質(zhì)假設(shè)第十七頁，共六十頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程流體力學(xué)及其在石油工業(yè)中的作用第二節(jié)流體的基本概念第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第四節(jié)作用在流體上的力第一章緒論第十八頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)一、流體的密度、比體積和相對(duì)密度1.密度單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的密度，用表示。對(duì)于均質(zhì)流體，有式中——流體的質(zhì)量，kg；——流體的體積，m3；——密度，kg/m3。第十九頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)一、流體的密度、比體積和相對(duì)密度2.比容（比體積）流體密度的倒數(shù)稱為流體的比容（比體積），即單位質(zhì)量流體所具有的體積。用表示通常，水的比體積為0.001m3/kg，水銀的比體積為7.35×10-5

m3/kg

比體積和密度都是說明工質(zhì)在某一狀態(tài)下分子疏密程度的物理量，二者互不獨(dú)立，通常以比體積作為狀態(tài)參數(shù)。（m3/kg）第二十頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)一、流體的密度、比體積和相對(duì)密度3.相對(duì)密度某一液體的密度與度為4℃蒸餾水密度的比值稱為相對(duì)密度，用表示，即通常，水的相對(duì)密度為1，水銀的相對(duì)密度為13.6。物質(zhì)的密度與參考物質(zhì)的密度在各自規(guī)定的條件下之比。符號(hào)為，無量綱量。一般，相對(duì)密度只用于氣體，作為參考密度的可以為空氣或水：當(dāng)以空氣作為參考密度時(shí)，是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（0℃和101.325kPa）下干燥空氣的密度，為1.293kg/m3（或1.293g/L)。對(duì)于液體和固體，一般不使用相對(duì)密度。第二十一頁，共六十頁，2022年，8月28日【1-1】500cm3的某種液體，在天平上稱得其質(zhì)量為0.453Kg，試求其密度和相對(duì)密度。

習(xí)題第二十二頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)二、壓縮性和膨脹性1.壓縮性如果溫度不變，流體的體積隨壓強(qiáng)的增加而縮小的性質(zhì)，稱為流體的壓縮性。體積壓縮系數(shù)當(dāng)溫度保持不變時(shí)，單位壓強(qiáng)增量引起的流體體積相對(duì)變化量，即（Pa-1）或（m2/N）加負(fù)號(hào)保證為正；值越大，表明越容易壓縮。第二十三頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)二、壓縮性和膨脹性1.壓縮性體積彈性系數(shù)E體積壓縮系數(shù)的倒數(shù)（曾稱為體積彈性模量）

體積模量越大，說明流體越不容易壓縮。

通常液體的壓縮性很小，可以忽略不計(jì)。（Pa）或（N/m2）第二十四頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)一個(gè)大氣壓下，水的體積壓系數(shù)和體積彈性系數(shù)隨溫度的變化關(guān)系。水很小第二十五頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)二、流體的壓縮性和膨脹性2.膨脹性

流體的膨脹性通常用體膨脹系數(shù)來表示，表示當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，單位溫度升高所引起的流體體積相對(duì)變化量，即如果壓強(qiáng)不變，流體的體積隨溫度的升高而增大的性質(zhì)稱為流體的膨脹性。水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下：（1/℃）（1/℃）第二十六頁，共六十頁，2022年，8月28日（1/℃）第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)二、流體的壓縮性和膨脹性2.膨脹性由上可見，水的體積壓縮系數(shù)和體膨脹系數(shù)都很小，在工程中通常可以不考慮。水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下（1/℃）第二十七頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)不可壓縮流體為了研究問題方便，將體積壓縮系數(shù)和體膨脹系數(shù)等于零的流體稱為不可壓縮流體。這種流體受壓后體積不減小，受熱后體積不膨脹。因而其密度、比體積和相對(duì)密度均為常數(shù)。

液體的可壓縮性很小，在通常情況下，可忽略液體的壓縮性和膨脹性，作為不可壓縮流體處理。在水中爆炸、管道內(nèi)發(fā)生水擊等極少數(shù)情況下，才考慮水的壓縮性。第二十八頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)一般情況下，需要考慮氣體的可壓縮性。

當(dāng)常溫下空氣的運(yùn)動(dòng)速度低于70m/s時(shí)，氣體密度相對(duì)變化值小于2%，可以按不可壓縮流體處理。第二十九頁，共六十頁，2022年，8月28日【1-2】體積為5m3的水，在溫度不變的條件下，當(dāng)壓強(qiáng)從98000Pa增加到4.9*105Pa時(shí)，體積減小1L。求水的壓縮系數(shù)和彈性系數(shù)。

習(xí)題第三十頁，共六十頁，2022年，8月28日三、粘性——是流體的重要特性之一，可通過一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來觀察流體的粘滯現(xiàn)象?？諝庹承詫?shí)驗(yàn)空氣粘性飛盤

下圓盤與上圓盤并沒有接觸，上圓盤卻會(huì)跟著下圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，這是因?yàn)閮蓤A盤之間的空氣具有一定的粘性，能傳遞摩擦力使上圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第三十一頁，共六十頁，2022年，8月28日1、流體的粘性粘性是流體抵抗剪切變形的一種屬性，是流體運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)部流層之間產(chǎn)生切應(yīng)力（內(nèi)摩擦力）的性質(zhì)。牛頓平板實(shí)驗(yàn)在相距為h的兩平行平板之間充滿流體，下平板固定，上平板在力F作用下，以勻速U沿x方向運(yùn)動(dòng)。由于流體與平板間有附著力，粘附于上平板的一薄層流體將以速度U跟隨上平板運(yùn)動(dòng)，由于流體內(nèi)部存在分子間的內(nèi)聚力，將帶動(dòng)相鄰的下層流體，直至傳遞到粘附于下平板的一薄層流體，粘附在下平板的一薄層流體與平板速度均為零。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第三十二頁，共六十頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)h和U較小時(shí)，兩夾板間流體沿y方向的速度呈線性分布，即式中U/h——速度梯度，通常表示為du/dy。由于各流層速度不同，流體層間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的切向作用力稱為內(nèi)摩擦力。作用在兩流體層接觸面上的內(nèi)摩擦力總是成對(duì)出現(xiàn)，且大小相等、方向相反，分別作用在相對(duì)的流層上。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第三十三頁，共六十頁，2022年，8月28日2、牛頓內(nèi)摩擦定律根據(jù)牛頓平板實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，作用在上平板的力F的大小與

垂直于流動(dòng)方向的速度梯度U/h或du/dy成正比

接觸面的面積A

成正比

流體的種類（粘度）有關(guān)

而與接觸面上的壓強(qiáng)p無關(guān)。式中——流體層接觸面上的內(nèi)摩擦擦力，N；——流體層間的接觸面積，m2；——流體的動(dòng)力粘度，Pa.s。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第三十四頁，共六十頁，2022年，8月28日2、牛頓內(nèi)摩擦定律流體層間單位面積上的內(nèi)摩擦力稱為粘性切應(yīng)力牛頓內(nèi)摩擦定律式中——粘性切應(yīng)力，Pa。當(dāng)速度梯度等于零時(shí)，內(nèi)摩擦力等于零。當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)或以相同速度運(yùn)動(dòng)（流體層間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)）時(shí)，內(nèi)摩擦力也等于零。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第三十五頁，共六十頁，2022年，8月28日3、動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度動(dòng)力粘度：面積各為1m2并相距1m的兩層流體，以1m/s的速度作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。單位：N·s/㎡既Pa·s表征液體粘性的內(nèi)摩擦系數(shù)，用μ表示。運(yùn)動(dòng)粘度：在工程計(jì)算中，常用運(yùn)動(dòng)粘度，即動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度名詞的來源，是因?yàn)樗鼈兊牧烤V，前者具有動(dòng)力學(xué)量綱，后者具有運(yùn)動(dòng)學(xué)量綱。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第三十六頁，共六十頁，2022年，8月28日

常見液體的粘度隨溫度升高而減小水的動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第三十七頁，共六十頁，2022年，8月28日

常見氣體的粘度隨溫度升高而增大第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第三十八頁，共六十頁，2022年，8月28日4、流體粘度的測(cè)量流體粘度的測(cè)量方法有兩種直接測(cè)量法旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、毛細(xì)管粘度計(jì)、落球粘度計(jì)等。間接測(cè)量法恩氏粘度計(jì)等。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第三十九頁，共六十頁，2022年，8月28日4、流體粘度的測(cè)量1.旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)原理：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子以一定的速度旋轉(zhuǎn)，若轉(zhuǎn)子未受到液體的粘滯阻力，則游絲、指針與刻度盤同速旋轉(zhuǎn)，指針計(jì)數(shù)為零。若轉(zhuǎn)子受到液體的粘滯阻力，則游絲產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩與粘滯阻力達(dá)到平衡，指針在刻度盤上指示一定的讀數(shù)。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第四十頁，共六十頁，2022年，8月28日4、流體粘度的測(cè)量2.恩氏粘度計(jì)原理：測(cè)定液體在某溫度從恩氏粘度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)孔口（d=2.8mm)流出一定量（200mL）所需的時(shí)間。液體的粘性越大流得越慢。溫度t時(shí)的恩氏粘度用Et表示，恩氏粘度的單位為條件度，用0E表示。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第四十一頁，共六十頁，2022年，8月28日4、流體粘度的測(cè)量2.恩氏粘度計(jì)取200mLT（℃）待測(cè)液體，測(cè)出從粘度計(jì)流出的時(shí)間t1，則恩氏粘度為式中——T（℃）時(shí)的恩氏粘度，0E；——200mL20℃蒸餾水流出恩氏粘度計(jì)的時(shí)間，51s；經(jīng)驗(yàn)公式（cm2/s）第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第四十二頁，共六十頁，2022年，8月28日5、牛頓流體和非牛頓流體牛頓切應(yīng)力公式

符合牛頓內(nèi)摩擦定律（切應(yīng)力公式）的流體為牛頓流體。如：空氣、水、汽油、酒精等

否則為非牛頓流體。如：牙膏、油漆、紙漿等第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第四十三頁，共六十頁，2022年，8月28日5、牛頓流體和非牛頓流體非牛頓流體的切應(yīng)力公式可寫為式中——屈服切應(yīng)力；——結(jié)構(gòu)粘度；——常數(shù)。牛頓流體脹塑性假塑性理想塑性體表觀粘度第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第四十四頁，共六十頁，2022年，8月28日6、粘性流體和理想流體實(shí)際流體都具有粘性，稱為粘性流體，不考慮粘性的流體稱為理想流體。由于粘性的存在，實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)都很復(fù)雜。為使問題的簡(jiǎn)化，在流體力學(xué)中引入理想流體這一假設(shè)。

水和空氣等常見流體粘性不大，在某些工程問題中作為理想流體仍可得到較滿意的結(jié)果，如對(duì)于流體波浪運(yùn)動(dòng)與潮夕運(yùn)動(dòng)等的研究；

但在研究物體繞流阻力時(shí)就必須考慮流體的粘性。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第四十五頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)四、液體的表面張力和毛細(xì)管現(xiàn)象當(dāng)液體與氣體或固體接觸時(shí)，在分界面上會(huì)產(chǎn)生表面張力，液體的自由表面似拉緊的彈性薄膜，如空氣中的雨滴呈球狀等。液體表面的這種收縮趨勢(shì)表明，液體表面各部分之間存在相互作用的拉力，使其表面總是處于張緊狀態(tài)。液體表面的這種拉力就稱為表面張力。第四十六頁，共六十頁，2022年，8月28日第四十七頁，共六十頁，2022年，8月28日界面是指兩相接觸的約幾個(gè)分子厚度的過渡區(qū)，若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)常見的界面有：氣—液氣—固液—液液—固固—固第四十八頁，共六十頁，2022年，8月28日10-810-10引力>斥力第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)表面張力的產(chǎn)生分子間的作用力第四十九頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)過渡層表面張力的產(chǎn)生在水內(nèi)部，一個(gè)水分子受到周圍水分子的作用合力為0，但在表面上，因氣相分子對(duì)它的吸引力小，水分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液體內(nèi)部，導(dǎo)致液體表面具有自動(dòng)縮小的趨勢(shì)，這種收縮力稱為表面張力。第五十頁，共六十頁，2022年，8月28日在液面上任意作一條曲線段AB，線段兩邊的液體相互作用一定的拉力f，這個(gè)拉力垂直于所取的線段且與液面相切，其大小與線段的長(zhǎng)度l成正比第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)其中，σ稱為液體的表面張力系數(shù)，它在數(shù)值上等于液體表面單位長(zhǎng)度分界線兩邊的相互拉力，也屬于液體的物理性質(zhì)參數(shù)，但還與和液體接觸或相鄰的其他物質(zhì)有關(guān)。（N／m）表面張力的大小第五十一頁，共六十頁，2022年，8月28日1.毛細(xì)管上升法2.掛環(huán)法3.威廉米平板法4.旋轉(zhuǎn)滴法5.懸滴法6.最大氣泡法7.滴體積法表面張力系數(shù)測(cè)定第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)第五十二頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)水的表面張力系數(shù)表面張力是物質(zhì)的特性，其大小與溫度和界面兩相物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。第五十三頁，共六十頁，2022年，8月28日附著層液體與固體接觸處，厚度約為液固分子作用有效直徑的一層。第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)附著力容器固體分子對(duì)附著層內(nèi)分子的引力。內(nèi)聚力其他液體分子對(duì)附著層內(nèi)分子的引力。液體和固體接觸時(shí)：附著力>內(nèi)聚力凹形液面產(chǎn)生潤(rùn)濕現(xiàn)象附著力<內(nèi)聚力凸形液面產(chǎn)生不潤(rùn)濕現(xiàn)象第五十四頁，共六十頁，2022年，8月28日第三節(jié)流體的主要力學(xué)性質(zhì)毛細(xì)管現(xiàn)象將一根內(nèi)徑較小的下班管插入液體中，管內(nèi)液面會(huì)升高或降低，這種現(xiàn)象稱為毛細(xì)管現(xiàn)象。毛細(xì)管現(xiàn)象是由表面張力所引起的。第五十五頁，共六十頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程流體力學(xué)及其在石油工業(yè)中的