原理-伯努利原理ppt課件

第三章流體運(yùn)動(dòng),1,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1atm=101325Pa=760mmHg柱,一、應(yīng)變(strain),二、應(yīng)力(stress),三、彈性模量,2,1、掌握理想流體、穩(wěn)定流動(dòng)的概念及其物理意義；,3、掌握伯努利方程及其應(yīng)用；,4、了解粘性流體的流動(dòng),5、了解粘性流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,2、掌握連續(xù)性方程及其應(yīng)用；,第三章流體的運(yùn)動(dòng),3,一、理想流體1、實(shí)際流體水、油可壓縮，具有粘滯性。,2、理想流體絕對(duì)不可壓縮、完全沒(méi)有粘滯性（內(nèi)摩擦）。,二、穩(wěn)定流動(dòng)1、流線在任一瞬間，在液體中劃一些線，使這些線上各點(diǎn)的切線方向和液粒在該點(diǎn)的速度方向相同。,3-1理想流體穩(wěn)定流動(dòng),4,2、穩(wěn)定流動(dòng)如果各流線上各點(diǎn)的速度不隨時(shí)間而變，則流動(dòng)稱為穩(wěn)定流動(dòng)。,3、流管由一束流線圍成的管狀區(qū)域。,說(shuō)明：速度：大小、方向各流線不可相交,5,任取一流管（細(xì)），S1、S2與管垂直,三、連續(xù)性方程,1、質(zhì)量連續(xù)性方程,質(zhì)量流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)管道任一截面的流體質(zhì)量，單位為kg/s,6,理想流體,2、體積連續(xù)性方程,體積流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)管道任一截面的流體體積，單位為m3/s,7,3-2伯努利方程,一、伯努利方程設(shè)一流管中任取一段流體xy、t內(nèi)流至xy處,x、y處的壓強(qiáng)、流速和高度分別為P1、V1、h1和P2、V2、h2,理想流體:,xx、yy的體積為：,8,外力:,外力作功為：,總功為：,9,機(jī)械能的變化為：,由功能原理：A=E,10,令：=m/v流體密度,伯努利方程:,動(dòng)壓,靜壓,靜壓,意義：理想流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，單位體積的動(dòng)能、勢(shì)能、以及該點(diǎn)的壓強(qiáng)能之和為一恒量。,11,S0：適用于同一流線；,說(shuō)明：對(duì)于水平流管（流線）上的任意點(diǎn)不變；,當(dāng)流體靜止時(shí)：,12,解：,13,二、伯努利方程的應(yīng)用,1、汾丘里（Venturimeter）流量計(jì),14,2、流速計(jì)-皮托管（pitottube）,動(dòng)壓全部轉(zhuǎn)化為靜壓,15,解：,16,3、體位對(duì)血壓的影響,若流體在等截面的流管中流動(dòng)，且流速不變，則由伯努利方程可得：,結(jié)論:高處的流體壓強(qiáng)小，低處的流體壓強(qiáng)大。,17,解：,4、小孔流速,18,5、空吸作用,火車、雙層紙,19,航空中，在速度較快的一側(cè)出現(xiàn)一個(gè)“負(fù)壓”，這樣使得物體兩側(cè)出現(xiàn)“壓力差”，對(duì)飛機(jī)就是一種升力。,20,3-3粘性流體的流動(dòng),一、層流和湍流1、層流：V較小時(shí)，流體分層流動(dòng)的狀態(tài),2、湍流：V較大,不再保持分層流動(dòng)狀態(tài)，即垂直于流層方向存在分速度，因而各流層混淆起來(lái)。整個(gè)流動(dòng)雜亂不穩(wěn)定。,21,湍流特點(diǎn)：1.流體不再保持分層流動(dòng)狀態(tài)，即垂直于流層方向存在分速度，流動(dòng)雜亂不穩(wěn)定。,2.消耗的能量比層流多。,3.能發(fā)出聲音。,22,二、牛頓粘滯定律1、內(nèi)摩擦力:實(shí)際液體層與層之間的相互作用力。,2、牛頓粘滯定律：,粘度,速度梯度,23,1、Re1000層流2、Re1500湍流3、1000Re1500過(guò)渡態(tài),三、雷諾數(shù),24,3-4粘性流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,一、粘性流體的伯努利方程,P1P2,對(duì)于等截面水平細(xì)管：,如果流體在開(kāi)放的粗細(xì)均勻的管道中穩(wěn)定流動(dòng),25,二、泊肅葉定律,前提：粘性流體在等截面的水平細(xì)管中作穩(wěn)定流動(dòng)，且是層流狀態(tài)。,26,在管中取一半徑為r、厚度為dr的圓管狀流體元，該流體元的截面積為：,流體通過(guò)該流體元截面的流量為：,通過(guò)整個(gè)管截面的流體流量為：,27,泊肅葉定律粘性流體在水平細(xì)管內(nèi)作穩(wěn)定層流時(shí)的流量,R細(xì)管半徑流體粘度L細(xì)管長(zhǎng)度,、流阻:,28,三、斯托克司定律（Stokesslaw）在粘性流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體表面附著有一