流体的基本性质及特点分析

1.流体压缩性

流体体积会随作用其上的压强的增加而减小的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

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学过程有关的。

2.流体的膨胀性

流体体积随温度的升高而增大的特性称为流体的膨胀性，通常用膨胀系数α来度量，它具体定义为：在压强不变的情况下，温度上升1℃时流体体积的相对增加量，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它们的膨胀性。

3.流体的粘性

在作相对运动的两流体层的接触面上存在一对等值而且反向的力阻碍两相邻流体层的相对运动，流体的这种性质称为流体的粘性，由粘性产生的作用力称为粘性阻力或内摩擦力。粘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，两层流体间的切应力表达式为

式中，τ为切应力；µ称为动力粘性系数，与流体种类和温度有关；为垂直于两层流体接触面上的速度梯度。(www.xing528.com)

我们把符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。粘性系数受温度的影响很大：当温度升高时，液体的粘性系数减小，粘性下降，而气体的粘性系数增大，粘性增加。当压强不是很高的情况下，粘性系数受压强的影响很小，只有当压强很高（如几十个兆帕）时，才需要考虑压强对粘性系数的影响。

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交换。热量交换有热传导、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，液体在该处相对壁面的流速很低，几乎可看做是零，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里叶导热定律确定：

式中，n是面积的法线方向；是沿n方向的温度梯度；λ是导热系数；负号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) （1-7）

式中，h为对流换热系数，与流体的物理性质、流动状态等因素有关，主要是依靠试验数据得出的经验公式来确定。