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2.3.2 流动液体力学的基本概念
1.理想液体与稳定流动
液体是有黏性的,并在流动中表现出来。因此,在研究液体运动规律时,不但要考虑质量和压力,还要考虑黏性摩擦力的影响。另外,液体的流动状态还与温度、密度、压力等参数有关。为了研究流体力学,可以简化条件,从理想液体着手,先讨论理想液体,然后根据实验进行修正得出实际液体的运动规律。
1)理想液体和实际液体
(1)理想液体:既无黏性又不可压缩的液体称为理想液体。
(2)实际液体:既有黏性又可压缩的液体称为实际液体。
2)稳定流动和非稳定流动
(1)稳定流动:液体在流动时,任一空间点上液体的全部运动参数(如压力、速度、密度)都不随时间变化而变化,这种流动称为稳定流动,又称为定常流动。
(2)非稳定流动:液体在流动时,任一空间点上液体的全部运动参数(如压力、速度、密度)都随时间变化而变化,这种流动称为非稳定流动,又称为非定常流动。
2.流线、流束、流管及通流截面
流线是某一瞬间流场中一条条标志其质点运动状态的曲线,在流线上所有质点的速度矢量方向均与这条曲线相切(见图2-8)。由于流场中每一点在每一瞬间只能有一个速度值,因此流线既不能相交也不能弯曲,它是一条条光滑的曲线。如果流线的曲率很小,那流线之间的夹角也很小。这样的流线称为缓变流。
图2-8 流线示意图
在流场内作一条封闭曲线,过该曲线的所有流线所构成的管状表面称为流管,流管内所有流线的集合称为流束。根据流线不能相交的性质,流管内外的流线均不能穿越流管表面。
垂直于流束的截面称为通流截面(或过流断面),通流截面上各点的运动速度均与其垂直。因此,通流截面可能是平面,也可能是曲面。