2019年岩土工程师流体力学高频考点：流体主要物理性质及力学模型

　　流体主要物理性质及力学模型

　　流体主要物理性质：

　　能够对流体静止和机械运动产生影响的性质

　　一、流动性

　　二、质量、密度

　　三、粘性

　　四、压缩性与膨胀性

　　流体的主要物理性质

　　一. 流体的流动性

　　流体具有易流动性，不能维持自身形状，静止流体几乎不能承受拉力和剪切力。流体的流动性受粘滞性制约。

　　二. 流体的质量和密度

　　对于匀质流体，单位体积流体所具有的质量为流体的密度。

　　三. 流体的粘滞性

　　1)粘滞性定义：

　　流体在运动状态下，抵抗剪切变形的能力。

　　(2) 牛顿内摩擦定律

　　(3)粘滞系数

　　例6-1(2005年)已知空气的密度为 ρ为 1.205kg/m3 , 动力粘度(动力黏滞系数) μ为1.83×10-5Pa •s，那么它的运动粘度(运动黏滞系数)v 为( )

　　A 2.2 × 10-5 s/ ㎡

　　B 2.2 × 10-5㎡ / s

　　C 15.2 × 10-6s/ ㎡

　　D 15.2 × 10-6㎡ / s

　　答案：D

　　例题(2011年)空气的粘性系数μ与水的粘性系数μ分别随温度的降低而( )

　　A 降低、升高

　　B 降低、降低

　　C 升高、降低

　　D 升高、升高

　　解：

　　液体的粘性系数μ随温度的变化规律与我们日常生活中粘滞性和流动性的概念是一致的，例如：油的温度降低，流动性变差，粘滞性增大;这一特性是大家都了解到生活常识，由此可以判断：液体温度降低粘滞性增大、流动性降低;而气体的粘性特征与液体相反，即使不了解粘滞性的机理，也可以通过常识性知识去判断选择。

　　答案：A

　　流体的主要物理性质

　　四. 流体的压缩性和膨胀性

　　1. 压缩性

　　液体受压力作用时，分子间距减小，流体的宏观体积减小，这种性质称为压缩性。

　　体积压缩系数:

　　每增加单位压力 ，流体体积的相对减小率或流体密度的相对增加率。

　　2. 膨胀性

　　温度升高，流体的宏观体积增大，称为膨胀性。

　　体积膨胀系数即为：温度每增加1 ºC ，流体体积的相对增加率或流体密度的相对减小率。

　　五. 流体的力学模型

　　(一)流体的连续介质模型

　　从微观上看，由于分子永不停息的热运动，决定了流体在时间、空间上都充满着不均匀性、离散性、随机性。

　　流体质点(流体微团)：

　　流体力学把流体微团中所有流体分子的集合称为流体质点，这里的流体微团的体积为ΔV，是一种特征体积，流体微团包含了成千上万个流体分子，宏观上充分小，微观上充分大

　　流体的连续介质模型：

　　流体力学将流体质点作为最基本的研究单位，流体质点之间没有空隙，连续充满流体所占有的空间，因此将流体运动作为由无数个流体质点所组成的连续介质的运动，即连续介质模型。

　　(二)理想流体模型

　　实际流体：指具有粘度的流体，在运动时具有抵抗剪切变形的能力，即存在摩擦力，粘性系数 m¹0。

　　理想流体：是指既无粘性又完全不可压缩的一种假想流体，即m=0，不能抵抗剪切变形。

　　即理想流体没有阻力，没有能量损失。

　　题6-2，题6-3

　　理想流体概念-----假设的无粘性流体

　　例6-2(2006年)理想流体与实际流体的主要差别在于( )

　　A 密度

　　B 黏性

　　C 压缩性

　　D 表面张力

　　解：理想流体为假设的无黏性流体

　　答案：B

　　例6-3 (2007年)理想流体的基本特征是( )

　　A 黏性系数是常数

　　B 不可压缩

　　C 无黏性

　　D 符合牛顿内摩擦定律

　　解：理想流体为假设的无黏性流体

　　答案：C