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环境工程基础
授课人:陆建兰
实例:
1、高位取水的电力大于低位取水的电力?
——实际发电电能相同
2、在98长江特大洪水时,有人提出了一个紧急提案:调用休渔期的数百只船至长江中游,抛锚后,齐开足马力用螺旋桨推动水流加大流速,降低长江上下游的洪水位?
——劳民伤财
3、钱塘江治理方案(一位电机系毕业的老高工提出):在出海口附近分成二条收窄了的河道,以加速水流,冲深流道,造成可行万吨轮船的航道,改变目前钱塘江口航道不能行大船的状况?
——异想天开
第1章流体基础知识
流体:以水为代表的一切液体和以空气为代表的所有气体。



在地球上,物质存在的主要形式有:固体、液体和气体。
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从力学分析的意义上看,在于它们对外力抵抗的能力不同。
固体:既能承受压力,也能承受拉力与抵抗拉伸变形。
流体:只能承受压力,一般不能承受拉力与抵抗拉伸变形。
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(1)气体易于压缩;而液体难于压缩;
(2)液体有一定的体积,存在一个自由液面;气体能充满任意形状的容器,无一定的体积,不存在自由液面。
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两者均具有易流动性,即在任何微小切应力作用下都会发生变形或流动,故二者统称为流体。
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第1章流体基础知识
(补充24个希腊字母)
牛顿力学三定律、质量守恒定律、能量守恒定律。
高等数学连续函数、物理知识
质量守恒定律:化学反应前后各物质的总质量相等。这是化学反应遵循的规律。
能量守恒定律指一个系统能量的改变总是等于该系统输入和输出能量的差值,是物理学中最基本的定律之一。
牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第二定律:物体的加速度跟作用力成正比.
牛顿第三律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上.
第1章流体基础知识

(以乘车为例)

一切物质都具有质量,流体也不例外。质量是物质的基本属性之一,是物体惯性大小的量度,质量越大,惯性也越大。
(单位:kg/m3)
⑴均质流体的密度:单位体积流体的质量称为密度。
比容:单位质量流体所具有的体积。 1/ρm3/kg
第1章流体基础知识

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: (阐述容重和密度间的关系)

作用在流体上的压力变化可引起流体的体积变化或密度变化。
流体的体积随压力增加而减小的属性称为流体的压缩性。通常液体的压缩性不大,而气体的压缩性大。当流体的压缩性对所研究的流动影响不大,可忽略不计时,这种流体称为不可压缩流体,反之称为可压缩流体。流体的体积随压力减小而增大的属性称为流体的膨胀性。通常液体的膨胀性很小,气体的膨胀性很大。
第1章流体基础知识
对于运动的流体,当流体质点间存在相对运动时,由于流体的粘性作用,在流体内部流层之间会出现成对的切力,称为内摩擦力。17世纪牛顿通过牛顿平板实验研究了流体的粘性。下图即为牛顿平板实验装置,下板固定,上板可动,且平板面积有足够大,可以忽略边缘对流体的影响。其中h为两平板间的距离,A为平板面积。
牛顿内摩擦定律

1. 黏性:即在运动的状态下,流体所产生的抵抗剪切变形的性质。

⑴定义:流体的黏度是由流动流体的内聚力和分子的动量交换所引起的。
⑵分类
动力黏度:又称绝对黏度、动力黏性系数、黏度,是反映流体黏滞性大小的系数,单位:N•s/m2。
运动黏度ν:又称相对黏度、运动黏性系数。
第1章流体基础知识
⑶黏度的影响因素
流体黏度的数值随流体种类不同而不同,并随压强、温度变化而变化。
①流体种类。一般地,相同条件下,液体的黏度大于气体的黏度。
②压强。对常见的流体,如水、气体等, 值随压强的变化不大,一般可忽略不计。
③温度。是影响黏度的主要因素。当温度升高时,液体的黏度减小,气体的黏度增加。
第1章流体基础知识