姜蜉蝣
姜蜉蝣

《化工流体力学》课程笔记（一）

流体的定义

  • 流体

    流体是一种受到任何微小的剪应力（或称为切应力）作用时，都能连续变形的物质。

  • 物理形态存在

    固态、液态、气态、等离子态，流体的组成应该是液相和气相。

  • 固体

    在受到剪应力的作用时也会发生变形，但是它不能产生连续变形。

    • 弹性变形：外力消除时，变形也会消失。
    • 塑性变形：外力消除后，变形不能全部消失而留有残余。

  • 流体

    静止时不能够接受剪应力的物质。

流体力学的范围

流体力学的基本定律

  • 质量守恒定律

  • 牛顿第二定律

  • 动量矩定理

    系统总动量矩的时间变化率等于所受作用力的力矩之和。

  • 热力学第一定律

    封闭系统发生状态变化时，其热力学能的改变量等于变化过程中环境传递给系统的热和功的总和。

  • 热力学第二定律

    不可能从单一热源吸热使之完全变为功，而不留下任何变化。

分析方法

  • 系统和控制体

    研究系统的质量是一定的。

    控制体的控制面可以是假象的，也可以是真实的。控制体与外界可以有质量交换。

  • 微分法与积分法

    • 微分法：关注某一点的信息。
    • 积分法：关注某个位置到另一个位置发生了什么样的变化，始态到终态的变化。

  • 描述方法

    • 拉格朗日方法：空间内质点随时间的变化规律。
    • 欧拉方法：空间给定点的流体特性随时间的变化规律。

解题步骤和方法

  • 简明地概况给定的已知信息
  • 明确要求解的信息
  • 画出用于分析问题的系统的简图，标示出系统或控制体的边界及合适的坐标系
  • 对于所求解的问题，做出合理的简化和假设
  • 对适于带入数值的点进行分析
  • 带入数值（单位制要统一）获得数值解，答题所涉及的重要的图表应作为给定的数据
  • 检查答案和所作的假设条件，确信它们是合理的
  • 标识出答案

量纲和单位制

  • 量纲系统

    物理量单位的种类叫做量纲。

    • 基本量纲（独立量纲）
    • 导出量纲（非独立量纲）

  • 单位制

    基本量纲的测量单位

    国际单位制（SI）

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