连续介质假定(Continuum hypotheses)
流体是由离散的分子构成的,对其物理性质和运动参数的表征是基于大量分子统计平均的宏观物理量 平均质量
?m??lim?V??V0?V?V0:流体质点或微团。尺度远小于液体所在空间的特征尺度,而又远大于分子平均自由程 连续介质假定:流体微团连续布满整个流体空间,从而流体的物理性质和运动参数成为空间连续函数 注:该假定对绝大多数流体都适用。但是当流动体系的特征尺度与分子平均自由程相当时,例如高真空稀薄气体的流动,连续介质假定受到限制。 流体的受力
处于重力场中的流体, 无论运动与否都受到力的作用。 连续介质的受力服从牛顿定律。 场力或体积力(质量力):非接触力,大小与流体的质量成正比,例如:重力,离心力,电磁力等 F?ma??Va重力场——重力加速度 离心力场——离心加速度
表面力:接触力,大小与和流体相接触的物体(包括流体本身)的表面(或假想表面)积成正比,例如:压强和应力 压强被视为外部作用力(包括流体柱自身的重力)在流体中的传播,其方向始终与作用面相垂直;无论流体运动与否,压强始终存在,静止流体中的压强称为静压强。在流体空间的任一点处,静压强数值相等地作用在各个方向。 流体的受力
用压力计(manometer)测定压强
当真实压强大于大气压强时称为表压、当真实压强小于大气压强时称为真空度。 ??表压真实压强?大气压强???真空度流体受力会产生形变
正应力:与压缩(或扩张)形变相对应的应力,方向与作用面相垂直。 剪应力:与剪切形变相对应的应力,方向与作用面相平行。 表面张力:存在于不同流体的相邻界面,使液体表面具有收缩的趋势。其大小用表面张力系数 ? 来表示,其单位为N/m。其大小对于流体的分散和多相流动与传热传质有重要影响。 流动体系与流型( Flow system and flow type )
单组分与多组分 (single and multicomponent)
单组分体系只含有一种物质,组成均匀且无化学反应 。 例:纯水、氧气、氮气等,空气有时也被视作单组分体系。 多组分体系中各物质有浓度变化及由此引起的体系性质改变。 单相流与多相流 ( single and multiphase )
单相流体系:体系所含的物质只有一种相态,其主要特征是体系内部不存在相界面及相间传递,体系的各种性质在空间连续分布。 多相流体系:体系内含两种或两种以上相态的物质,其主要特征是体系内存在气(汽)-液、气-固或液-固、液-液相界面,且界面上的传递速率对体系的性质具有重要影响。