流体的运动2教学文案.ppt

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1、流体的运动2水流抽气机示意图水流抽气机原理：如图，当水流流速达到一定值时，窄口处压强下降到一定值，形成负压，将空气吸入带走，与抽气机连接的容器中的气压可达0.1个大气压。。。。S1v1=S2v2=Q2、流量计：汾丘里流量计是一种最简单的流量计，测量时如图放置。在1﹑2两点处取截面S1﹑S2，应用伯努利方程得☆上图稍加改装即可用来测气体流量＊☆汾丘里（Venturimeter）流量计21h3、流速计皮托管流速计：4、体位对血压的影响直立時，头部压力最小，足底压力最大平躺時各部压力大致一致通常是利用和心脏高度相同的手臂处測血压v体位对血压的影响1k

2、Pa=7.52mmHg1mmHg=0.133kPa求小孔流速P0,vA≈0P0,vB=？地铁安全线伯努利管例：bhp0p0a解：小孔流速b例：不考虑流体的粘性，在不少情况下，可对现象做出令人满意的解释。然而，对另外一些情况，流体的粘性起重要作用，甚至某些现象从本质上是由于粘性引起的，粘性由次要因素上升为主要因素，这时，就不得不考虑流体的粘性。首先讨论粘性流体的流动状态第三节    粘性流体的运动1、层流:各层之间不相混杂的分层流动叫层流。一、层流和湍流层流图例：甘油缓慢流动流体的粘滞性2、湍流当流速达到一定值时，各流层相互混淆，流体作不规则的运

3、动，甚至形成旋涡。流动具有混杂、紊乱的特征时叫做湍流。3、过渡流流动状态不稳定，可能是层流，也可能是湍流，或是两者交替出现，与外界干扰情况有关。流动状况实验雷诺实验装置1-小瓶；2-细管；3-水箱；4-水平玻璃管；5-阀门；6-溢流装置在一端装有阀门的长玻璃管中充满水，稍开启阀门放水，并由小管注入有颜色水流，则可见管内颜色水成一稳定细直线，这种流动状态称为层流。当阀门开大，水流速度增加时，管中有色线产生振荡波动。再开大阀门到一定程度，流速增大，水流中有色线掺混紊乱，有垂直管轴方向的分速度，整个玻璃管中的水呈现均匀的颜色，甚至出现漩涡，此时称为湍

4、流。3、湍流的特点a.湍流消耗的能量比层流多；b.湍流能发出声音而层流则没有声音。c.流速较大湍流核爆蘑菇云火山爆发二、牛顿粘滞定律(层流）⒈粘性力：流体内部不同部分之间的摩擦力如图所示，上层流体相对下层具有向右的速度v2-v1，因而下层流体对上层流体施加一向左的摩擦力f2，同时上层流体对下层流体也施加一个向右的摩擦力f12.速度变化率：流速随空间位置变化的快慢程度3.速度梯度：平均速度变化率的极限v1v2yxzf2f1速度梯度反映了任一X处、相邻两液层间流速变化的快慢程度。一般说来，它是随Ｘ而变化的，即在不同X处速度梯度有不同数值。（平均）影

5、响粘滞系数的因素(1)流体本身性质：不同流体粘度不同(2)温度:液体:温度升高粘度降低气体:温度升高粘度增大(3)压强:高压下,液体、气体粘度都增大注:流体之间只有滑动摩擦,无静摩擦粘滞系数η单位:帕斯卡·秒Pa·s泊P粘滞力产生的原因:分子间作用力4.粘滞定律：实验表明，粘性力f的大小与两流层的接触面积S、速度梯度dv/dx成正比，即η为粘度（系数），是流体粘性大小的度量（粘滞系数）式中τ=f／s为切应力，表示作用在流层单位面积上的内摩擦力；－－→xyvv=0dydx实验：▼牛顿流体与非牛顿流体：凡遵守牛顿粘滞定律的流体称为牛顿流体，牛顿流体

6、在一定温度下，η值一定。反之称为非牛顿流体。牛顿流体有水、血浆、酒精、稀油、空气等，非牛顿流体有血液、泥浆、油漆、油墨、染料水溶液、原油等。一般来说，单一成分的均匀液体多是牛顿液体，含有悬浮物的液体多是非牛顿液体。▼测定粘度可对病情诊断提供有用的信息三、雷诺数是湍流还是层流，与流体的粘性、流速、和管子尺寸有关，雷诺数可作为判断的依据。大量实验表明：Re≤1000，流动类型为层流；Re≥1500，流动类型为湍流；1000＜Re＜1500，流动类型不稳定，可能是层流，也可能是湍流，或是两者交替出现，与外界干扰情况有关。注：a.对于弯曲或有分支的管子

7、，出现湍流时Re的临界值较低。b.人体里的心脏、主动脉、支气管等部位容易出现湍流。c.利用湍流有声的特点，可以辨别血流和呼吸是否正常，可以测量人体血压。袖围式血压计，是利用湍流的声音测量血压。这种测量血压的方法是尼古拉·科洛特科夫（俄国人）于１９０５年发明的，所利用的湍流声音称为科氏音。大量临床应用证明，用这种血压计测量血压，既科学、又安全、又准确，所以一直沿用至今。一．粘滞流体的伯努利方程设不可压缩的粘滞流体作稳定层流，由于存在粘滞力，流体流动时需克服粘滞力作功，造成的能量损失w12，则粘滞流体的伯努利方程为注意：式中v和p分别为流管截面上速

8、度和压强的平均值。例1：水在等截面水平圆管内稳定流动第四节粘滞流体的运动规律说明：对实际流体，只有在等截面水平管两端存在一定压强差时,流体才能克服粘滞