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    北京pk10是国家彩票吗 大学物理Chap2:流体力学

    北京赛车计划平刷王:大学物理Chap2:流体力学.ppt

    大学物理Chap2:流体力学

    教育文库
    2018-11-11 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

    北京pk10是国家彩票吗 www.qdpo.net 简介:本文档为《大学物理Chap2:流体力学ppt》,可适用于高等教育领域

    第章:流体力学(Mechanicsoffluid)Introduction主题:方法:()从理性化流体模型到实际流体()以功能原理或能量守恒求解问题连续性原理与伯努利方程理想流体(Idealfluid)稳定流动定常流动(Steadyflow)§流体力学的基本概念不可压缩无粘滞力(内摩擦力)的流体。流体元流体质点(fluiddot)宏观小微观大的流体微团。流体质点所经过的空间各点流速不随时间变化Note:定常流动不意味匀速流动。水和流动的气体通??墒游硐肓魈辶魈逯实阌斜鹩诹ρе械闹实慵龋毫飨撸⊿treamline)流管(Flowtube)流体质点流动的轨迹线流线上任一点的切线方向表示流体元在该点的流速方向。由流线所围成的管状区域。(实际流管中包含任意多由流线所围成的流管)§连续性原理与伯努利方程理连续性原理取一细流管为研究对象SSvvΔt对于不可压缩流体的定常流动显然有:流量守恒说明:定常流动中截面积大处流速小截面积小处流速大。实例:适用条件实际流管当两截面处的流速同步变化时亦可适用。守恒含义()定常流动中通过流管内同一截面的流量不随时间发生变化。()定常流动中通过流管内不同截面处的流量相等。结论定常流动不可压缩性流体。伯努利方程理想流体做定常流动时沿同一流线(流管)上的任意两点有:()瑞士著名物理学家空气动力学专家。在微分方程与流体力学有杰出贡献。SSvvΔtPP证:(功能原理)取一细流管为研究对象由连续性原理知:所以:(显然能量增量为两阴影区流体能量之差)所以得:适用条件实际流管当两截面处的流速同步变化时亦可适用。流体力学中的能量守恒原理。()理想流体在粗细均匀的水平流管可以靠惯性流动。结论理想流体同一流线(流管)定常流动物理意义()理想流体在粗细均匀的竖直流管中流动时必须依靠压强差克服重力势能。()流速大处压强小流速小处压强大(不计重力压强)。()虹吸现象水升至B处的起始条件为伯努利方程应用实例ACB分析:C处吸气增大B处空气流速减小B处压强。方法:例:如图所示为一虹吸装置h和h及流体密度已知hhabcdhhabcd解对a、d两点有:(取d处为零势点)由连续性原理得:对于a、c两点有:?(同学求)注意比较ab两点压强。关于压强静压强:与重力有关流管中的压强通常包含动压强:与流速有关流管中静压强随高度变化动压强随流速变化。()空吸现象气流使A处的压强降至大气压下一定值从而提升容器内的液体到A被高速气流吹散成雾。应用实例:将容器作为一流管由连续性原理及伯努利方程可得:解之得:()小孔流速SASB小孔流速同于自由落体时的速度。决非偶然此因液面处的势能完全转化为小孔处的动能。小孔在水面下多深处射程最远?作业:(范丘里流量计)SASB()流速与流量测量由伯努利方程及连续性原理可得:又:计示压强与绝对压强以液柱高标示的压强为计示压强。管道中某点的实际压强为绝对压强。绝对压强差=计示压强差§粘滞性流体的流动严格讲实际流体都是粘滞性流体但其粘滞性有很大差异据此有:牛顿型流体:粘滞性较小的流体牛顿型流体:水牛奶糖溶液非牛顿型流体:粘滞性大的流体非牛顿型流体:凝胶牙膏泥沙塑性流体:屈服应力下启流。塑性流体:沥青油漆黄油假塑性流体:……………………假塑性流体:纤维脂玻璃溶液。涨塑性流体:……………………本节仅限讨论牛顿型流体牛顿型流体的流动规律牛顿型流体以层流或湍流的方式流动()层流:流速较慢时流体作分层流动各流体质点只在其所处的流层上流动。此外各流层间产生相对流动因而在相临的流层间产生粘滞力。流速的变化实例水渠中缓缓的流水()湍流:当流速大到一定程度时流层破坏流体质点沿径向相互掺合形成涡旋称其为涡流或湍流。浓云滚滚海水咆哮龙卷风()雷诺数:年英国物理学家雷诺通过实验得到一个公式作为层流与湍流的指标判据对圆形管道:层流流动类型不定湍流讨论:人体大动脉的直径为×m血液的密度为kg·m、黏滞系数为×Pa·s其平均流速为×m·s。血液的雷诺数。例求解由得人和各种动物的大动脉正常生理情况下为层流。由于贫血、心脏、动脉堵塞等疾病都会引起粘滞系数及流速变化动物循环系统可能会发生湍流。持续的湍流可以引发严重的病理反应。说明:年牛顿发现流层间(内磨檫力)粘滞力为:牛顿粘滞定律(Newton’slawofviscosity)xy△s△sff′dy上试便是牛顿型流体的定义其它类型的流体一般不满足上试。粘滞系数不但与流体的性质有关还与温度有关一般液体随温度升高其值减小气体随温度升高其值增加。研究实际流体时必须考虑到粘滞阻力实际流体的伯努利方程对实际流体,压强、阻力静功:于是有:(A:单位体积流体的阻力功)两种流体定常流动分析(以圆柱型水平管道为例)流体靠惯性运动流体靠压差运动整体似一物体运动流体分层流动或湍流伯肃叶公式(如何计算求粘滞流体的流量)若理想流体横截面上各点流速相同。所以:若粘滞流体流速沿径向变化须用积分法求解。由于轴向流速不变流速沿径向变化压强也沿径向变化吗?取一段圆柱形流管()求流量(将圆盘截面分割成系列圆环截面) 泊肃叶流速公式中:黏度是阻碍流速与流量的负面因素压差和管径是增大流速与流量的正面因素。泊肃叶流量公式用于η的测量(同学思考如何测量)达西定理流阻§物体在粘滞流体中的运动年,英国物理学家斯托克斯研究小球在牛顿型粘滞流体中的运动时得出结论:利用上式,可研究物体的沉降过程:收尾速度:应用实例mgqE平衡电压下有:由各电荷量的最的大公约数可求出e例:如果土壤颗粒匀速下沉的距离为s=m所用时间t=s,℃时土壤颗粒的密度ρ=×kg·m水的密度ρ=×kg·m,时黏度系数η=×Pa·s求:土壤颗粒半径解:离心分离的视频剪辑:离心运动MPG作业:课堂作业判断题:()作定常流动的流体,流体元经过的空间各点的流速相同。()理想流体流动时,同一横截面上各点的流速相同,实际流体流动时,同一横截面上各点的流速不同()在一静止的粘滞流体中自由下落的小球,最终会以一恒定的速度匀速下落()流线用来形象的描述流体的流动情况,流线密的地方流速大,流线稀梳的地方流速小()伯努利方程适用的条件是,,填空题:()理想流体通过水平细管,已知A处的流速大于B处的流速,则A处的压强与B处的压强关系是()实际流体流动时,流动的运动状态包括和,数决定了这两种运动状态的转换条件,其计算公式为

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