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1、第2章 流体,2-1 理想流体,2-2 实际流体,2-1 理想流体,2,一、基本概念,1、理想流体：不可压缩；无粘滞性,2、流线：,3、定常流动：流体中各点运动速度不随时间变化,4、流管：流线围成的管状区域,特点：流线形状不变,5、流量： 单位时间通过流管横截面的流体体积,2-1 理想流体,3,6、压强：单位面积受的压力,静压强：液体静止时的压强,单位：,在连通的同种静止液体中：,计示压强： 以当时当地大气压强为基准的压强,2-1 理想流体,4,二、连续性方程,在定常流动的流体中取一流管,设液体不可压缩,连续性方程,说明：,(1)使用条件,(2)意义：同一流管流量守恒,(3),(4)如果截面各
2、点流速不同,(5)如果流管分成若干支管,2-1 理想流体,5,例题：,解：,求：,2-1 理想流体,6,三、伯努利方程,设理想流体作定常流动，对任一细流管：,外力的功+非保守内力的功=机械能增量,伯努利方程,2-1 理想流体,7,三、伯努利方程,伯努利方程,说明：,(1)使用条件,(2)意义：同一流线能量守恒,动能密度（动压强）,重力势能密度,压强能密度,（静压强）,(3),(4)对同一高度,2-1 理想流体,8,例题：,解：由连续性方程,由伯努利方程,求：,2-1 理想流体,9,四、伯努利方程的应用,1、小孔流速,大容器中盛有水，其侧壁下方开有小孔，求：水从小孔中流出的速度。,2-1 理想流
3、体,10,2、虹吸管,2-1 理想流体,11,3、空吸作用,2-1 理想流体,12,4、汾丘里流量计,2-1 理想流体,13,4、汾丘里流量计,2-1 理想流体,14,5、皮托管测速计,2-1 理想流体,15,5、皮托管测速计,2-1 理想流体,16,例题：,解：当小孔的流量和注入流量相等时，水不会溢出,由伯努利方程,2-2 实际流体,17,一、牛顿粘性定律,2-2 实际流体,18,一、牛顿粘性定律,切应变,切应变率,速度梯度,2-2 实际流体,19,一、牛顿粘性定律,牛顿粘性定律,牛顿流体,非牛顿流体,二、层流、湍流和雷诺数,2-2 实际流体,20,一、牛顿粘性定律,牛顿粘性定律,牛顿流体,
4、非牛顿流体,二、层流、湍流和雷诺数,雷诺数：,一般,2-2 实际流体,21,三、粘性流体运动规律,内摩擦力引起的能量损耗,1、连续性方程,2、伯努利方程,理想流体,粘性流体,2-2 实际流体,22,设粘性流体在粗细均匀的水平园管中作匀速分层流动,3、泊肃叶定律,2-2 实际流体,23,设粘性流体在粗细均匀的水平园管中作匀速分层流动,3、泊肃叶定律,2-2 实际流体,24,设粘性流体在粗细均匀的水平园管中作匀速分层流动,3、泊肃叶定律,讨论：,(1)管轴处：,(2)管壁处：,2-2 实际流体,25,设粘性流体在粗细均匀的水平园管中作匀速分层流动,3、泊肃叶定律,2-2 实际流体,26,设粘性流体
5、在粗细均匀的水平园管中作匀速分层流动,3、泊肃叶定律,泊肃叶定律,2-2 实际流体,27,3、泊肃叶定律,说明：,(1)使用条件,(2),(3),2-2 实际流体,28,例题：,解：(1)由连续性方程,(2),求:(1)未变窄处血流最大速度 (2)变窄处会不会发生湍流 (3)变窄处血流动压强,不会发生湍流,(3),2-2 实际流体,29,例题：,解:(1)由泊肃叶定律：,(2)由伯努利方程：,血液在半径R、长L的水平圆管中流动,求：,(1)血流平均速度,(2)能量损耗,2-2 实际流体,30,4、斯托克斯定律,小球在粘性流体中运动时，受到的阻力：,斯托克斯定律,2-2 实际流体,31,4、斯托克斯定律,小球在粘性流体中运动时，受到的阻力：,斯托克斯定律,小球受力平衡时：,2-2 实际流体,32,例题：,解:(1),(2),求：,2-2 实际流体,33,