可压缩流体

更新时间:2023-01-29 08:37

具有可压缩性的流体即为可压缩流体。

可压缩流体

液体压缩系数很小,在相当大的压强变化范围内密度几乎不变,因此一般的液体平衡及运动问题都将液体视作不可压缩流体进行理论分析;气体的可压缩性远大于液体,多视作可压缩流体,但几乎所有自然大气运动,气流速度不大,远小于声速,流动过程中 密度没有明显变化,仍可作为不可压缩流体处理。

流体的可压缩性

流体的可压缩性是指流体受压,体积缩小,密度增大,除去外力后能恢复原状的性质。可压缩性实际上是流体的弹性。

液体的可压缩性

液体的可压缩性用压缩系数来表示,他表示在一定温度下,压强增加一个单位体积的相对缩小率。若液体的原体积为V,则压强增加dp后,体积减少dV,压缩系数为

κ=-V^-1*dV/dp

由于液体受压体积减少,dp和dV异号,式中右侧加负号,以使κ为正值,其值越大则流体越容易压缩。κ的单位是1/Pa。

根据增压前后质量不变,压缩系数可表示为

κ=dρ/(ρdp)

液体的压缩系数随温度和压强变化。

压缩系数的倒数是体积弹性模量,即

Κ=1/κ=-Vdp/dV=ρdp/dρ

Κ的单位是Pa。

气体的可压缩性

气体具有显著的可压缩性,在一般情况下,常用气体(如空气、氮气氧气、二氧化碳等)的密度、压强温度三者的关系符合完全气体状态方程,即

p/ρ=RT/M

式中p为气体的绝对压强(N/m^2);ρ为气体的密度(kg/m^3);T为气体的热力学温度(K);R为气体常数,在标准状态下,R=8314/M(J/kg*K),M为气体的分子量。空气的气体常数R=287J/kg*K。当气体在压强很高,温度很低的状态下,或接近于液体时就不能当做完全气体看待,上式不适用。

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