2014-03-31第4章流体运动第一次课.pptVIP

回顾： Bernoulli equation 推导依据: 连续性方程和功能原理. 当?t→0时 (1) 假设与近似 ① aa 处的截面积近似相等(S1) ② bb 处的截面积近似相等(S2) ③ aa体积内的v1、p1不变, 高度h1 ④ bb体积内的v2、p2不变, 高度h2 ⑤ aa和bb体积相等?V1 = ?V2 = ?V, 质量均为? m ⑥ 流管周围的流体对流体柱ab的力不做功 ⑦ 只有推力F1和阻力F2对流体柱做功 (2) 外力的合力所作的总功A: (2) 方程中各个物理量的单位 (3) 适用条件 (5) 特殊情况下方程的简化 四、伯努利方程的应用 1. 空吸 4. 流量计 (2) 测量气体流量 的汾丘里流量计 第2节 黏性流体的运动 第2节 黏性流体的运动 2. 速度梯度 : （1）不可压缩的粘性流体在水平均匀圆管中的运动 (1) 条件: 不可压缩的牛顿黏性流体在水平圆管中做稳定层流. Re2000, 层流; r↑, v↓, 轴心, vmax; 管壁, vmin?0 Chap.4 作业： 作业要求 1. 独立完成作业。 2. 图和公式要有必要的标注或文字说明。 3. 作业纸上每次都要写学号(或学号末两位)。 4. 课代表收作业后按学号排序，并装入透明文件袋。 5. 每周二交上周的作业。 迟交不改。 6. 作业缺交三分之一及以上者综合成绩按零分计。 Chap.4 作业： 作业要求 1. 独立完成作业。 2. 图和公式要有必要的标注或文字说明。 3. 作业纸上每次都要写学号(或学号末两位)。 4. 课代表收作业后按学号排序，并装入透明文件袋。 5. 每周一交上周的作业。 迟交不改。 6. 作业缺交三分之一及以上者综合成绩按零分计。 ④ 整个管中的流量: ③ 任一流层的流量: ① 研究对象及受力分析: L R p2 p1 F1 F2 r dr p2 p1 F1 F2 r (3) 泊肃叶定律推导: 共轴圆柱形流体元 受F1, F2, 其周围流体黏性阻力 F? F F F = - 2 1 三力平衡： 对上式积分，得任意层速度分布: ① 最大流速 ② 平均流速 (4) 最大流速与平均流速 ① Rf 叫做流阻, 只决定与管的长度、半径和流体的黏度. 串联: 并联: ② 流阻的串并联: (5) 流 阻 单位：Pa?s/m3 例3 设主动脉半径R=1.30×10?2 m，其中血液流量Q=1.00×10?4 m3/s；某一支小动脉半径为主动脉的一半，其中血液流量为主动脉流量的五分之一；已知血液黏度?=3.00×10?3 Pa·s。 分别求主动脉和小动脉在L=0.10 m一段长度上的流阻和压强降落。 解 （1）根据流阻定义和泊肃叶定律，主动脉的流阻和压强降落分别为 （2）小动脉的流阻和压强降落分别为 3. 斯托克司定律 (Stokes Law) （1）固体在黏性流体中运动受到的黏性阻力 f. 实验表明: ① v 较小, Re1, f 与l(线度)、v、 ? 等成正比； ② 比例系数与固体的形状有关； ③ 球体在沉降过程中所受阻力: (2) 小球在黏性流体中的运动： 受力分析: 重力mg、浮力F、黏性阻力 f 开 始: mgF 后 来: v↑, f ↑ 匀速运动 mg = F+ f f = 6??rv 斯托克斯定律 加速下降 重力 浮力 黏性阻力 (3) 收尾速度或沉降速度 (4) 应用: ① 沉降法测量流体的黏度； ?=2gr2(? ? ?? ) /9v ② 测量小球的半径（密立根油滴实验）； ③ 离心机的原理； ④ 制造混悬液类的药物时, 可以增加悬浮介质 的黏度、密度和减小药物颗粒的半径来提高 药液的稳定性. v=2gr2(? ??? )/9? 教材第104~106页，4-6、4-11、4-13、4-15 请将答案写在一张白纸上， 右上角写上姓名、班级、学号等信息！ 同时写上题号！ 教材第104~106页，4-6、4-11、4-13、4-15 请将答案写在一张白纸上， 右上角写上姓名、班级、学号等信息！ 同时写上题号！ * 大学物理 College Physics 华 中 科 技 大 学 物 理 学 院 傅华华 主 讲 一、理想流体： 绝对不可压缩的、完全没有黏性(或内摩擦力)的流体。 研究对象： 流体质元. 理想流体的稳定流动： 流速场的空间分布不随时间变化. 每一点的切线方向都与流