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水for water: 0℃,7845×103Pa,月,=5.15x10-0Pa 膨胀系数Expansion coefficient: 1dv ,=可dr 】 水for water: 20℃,23346×103Pa,月,=1.82×10K 可以看出水的压缩系数很小,其他的液体也有类似的特性,而气体的压缩系数却很大,这可由 理想气体状态方程看出。所以一般把液体看成是不可压缩流体,把气体看成是可压缩流体。 但这种划分不是绝对的,例如在高压锅炉中,水就不能看成是不可压缩流体,而在一般的通 风系统中,空气可以看成是不可压缩流体。 由水的膨胀系数和理想气体状态方程可知,液体和气体的膨胀性一般都不能忽略。 四、流体力学模型Fluid-.Mechanics Model 流体是由分子组成的,但在研究流体运动规律时,不能把流体看成是由分子组成的间断介质。 因为在间断介质中,空间某一点的速度是不确定的,当分子不占据这一点时,其速度总是零, 而当分子占据这一点时,其速度是该分子的速度;而且分子的运动是杂乱无章的。显然,如 果把流体看成是由分子组成的间断介质,从分子的运动入手来研究流体运动的规律,不仅是 十分困难的,也是没有实际意义的。 因此,在研究流体运动规律时,将流体看成是由流体质点组成的连续介质。实践证明,用流体 质点连续介质的力学模型导出的理论是能够正确反应流体运动规律的。 流体质点是由无数分子组成的直径大于分子平均自由程(连续碰撞的平均路程)的极小单元, 且单元之间没有间隙,每个单元只能定义唯一的宏观物理量,如温度、压力、密度、粘度、 速度、加速度等。这样就可以用连续函数来描述流体运动的规律。 对所有的液体及1个大气压下的气体,该单元的直径约为1μm。因为在标准状态下,1μm的空 气中大约含有3×107个分子。所以在该单元上可以定义几乎唯一的宏观物理量。若小于该直径, 则有微观误差,即该单元内的分子数随时改变:若大于该直径,则有宏观误差,即该单元内 的分子分布不均匀。 但流体质点模型的使用是有条件的。当特性长度与平均自由程之比大于10时,就可以使用流 体质点模型,否则流体质点模型就不适用。如在100km的高空,压力约为0.133Pa,空气中氧 气和氮气分子的平均自由程约为1m,这时仍可使用流体质点模型,但在直径为1m的容器内, 如压力也为0.133Pa,则不能使用流体质点模型。 水for water: 膨胀系数Expansion coefficient: 水for water: 可以看出水的压缩系数很小,其他的液体也有类似的特性,而气体的压缩系数却很大,这可由 理想气体状态方程看出。所以一般把液体看成是不可压缩流体,把气体看成是可压缩流体。 但这种划分不是绝对的,例如在高压锅炉中,水就不能看成是不可压缩流体,而在一般的通 风系统中,空气可以看成是不可压缩流体。 由水的膨胀系数和理想气体状态方程可知,液体和气体的膨胀性一般都不能忽略。 四、流体力学模型Fluid-Mechanics Model 流体是由分子组成的,但在研究流体运动规律时,不能把流体看成是由分子组成的间断介质。 因为在间断介质中,空间某一点的速度是不确定的,当分子不占据这一点时,其速度总是零, 而当分子占据这一点时,其速度是该分子的速度;而且分子的运动是杂乱无章的。显然,如 果把流体看成是由分子组成的间断介质,从分子的运动入手来研究流体运动的规律,不仅是 十分困难的,也是没有实际意义的。 因此,在研究流体运动规律时,将流体看成是由流体质点组成的连续介质。实践证明,用流体 质点连续介质的力学模型导出的理论是能够正确反应流体运动规律的。 流体质点是由无数分子组成的直径大于分子平均自由程(连续碰撞的平均路程)的极小单元, 且单元之间没有间隙,每个单元只能定义唯一的宏观物理量,如温度、压力、密度、粘度、 速度、加速度等。这样就可以用连续函数来描述流体运动的规律。 对所有的液体及1个大气压下的气体,该单元的直径约为1m。因为在标准状态下,1m3的空 气中大约含有3107个分子。所以在该单元上可以定义几乎唯一的宏观物理量。若小于该直径, 则有微观误差,即该单元内的分子数随时改变;若大于该直径,则有宏观误差,即该单元内 的分子分布不均匀。 但流体质点模型的使用是有条件的。当特性长度与平均自由程之比大于103时,就可以使用流 体质点模型,否则流体质点模型就不适用。如在100km的高空,压力约为0.133Pa,空气中氧 气和氮气分子的平均自由程约为1m,这时仍可使用流体质点模型,但在直径为1m的容器内, 如压力也为0.133Pa,则不能使用流体质点模型
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