流体的基本性质简介

1．流体压缩性

流体体积会随着作用其上的压强的增大而减小，这一特性称为流体的压缩性，通常用压缩系数β来度量。它具体定义为：在一定温度下，升高单位压强时流体体积的相对缩小量，即：

当密度为常数时，流体为不可压缩流体，否则为可压缩流体。纯液体的压缩性很差，通常情况下可以认为液体的体积和密度是不变的。对于气体，其密度随压强的变化是和热力过程有关的。

2．流体的膨胀性

流体体积会随温度的升高而增大，这一特性称为流体的膨胀性，通常用膨胀系数α度量。它具体定义为：在压强不变的情况下，温度每上升1℃，流体体积的相对增大量，即：

一般来说，液体的膨胀系数都很小，通常情况下工程中不考虑液体膨胀性。

3．流体的黏性

在作相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值且反向的力阻碍两相邻流体层的相对运动，流体的这种性质叫做流体的黏性，由黏性产生的作用力叫做黏性阻力或内摩擦力。黏性阻力产生的物理原因是由于存在分子不规则运动的动量交换和分子间吸引力。根据牛顿内摩擦定律，两层流体间切应力的表达式为：

式中，τ为切应力；μ为动力黏性系数，与流体种类和温度有关；dV/dy为垂直于两层流体接触面上的速度梯度。我们把符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。(www.xing528.com)

黏性系数受温度的影响很大，当温度升高时，液体的黏性系数减小，黏性下降，而气体的黏性系数增大，黏性增加。当压强不是很高的情况下，黏性系数受压强的影响很小，只有当压强很高（例如几十个兆帕）时，才需要考虑压强对黏性系数的影响。

当流体的黏性较小（如空气和水的黏性都很小），运动的相对速度也不大时，所产生的黏性应力比起其他类型的力（如惯性力）可忽略不计。此时，我们可以近似地把流体看成是无黏性的，称为无黏流体，也叫做理想流体；而对于需要考虑黏性的流体，则称为黏性流体。

4．流体的导热性

当流体内部或流体与其他介质之间存在温度差时，温度高的地方与温度低的地方之间会发生热量传递。热量传递有热传导、热对流、热辐射3种形式。当流体在管内高速流动时，在紧贴壁面的位置会形成层流底层，液体在该处的流速很低，几乎可看作是零，所以与壁面进行的主要是热传导，而层流以外的区域的热流传递形式主要是热对流。单位时间内通过单位面积由热传导所传递的热量可按傅立叶导热定律确定：

式中，n为面积的法线方向，∂aT∂an为沿n方向的温度梯度，n为导热系数，负号“一”表示热量传递方向与温度梯度方向相反。

通常情况下，流体与固体壁面间的对流换热量可用下式表达：

q=h(T₁-T₂) (12-7)

式中，h为对流换热系数，与流体的物性、流动状态等因素有关，主要是由实验数据得出的经验公式来确定。