大学物理简明教程 教学课件 作者 陈执平 主编十一 流体力学.ppt

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1、第十一章　流体力学11－1静止流体的压强一、流体压强的概念压强与面元所取的方位无关，是标量。二、静止流体不同深度的压强同一竖直线上不同高度处取A、B两点，有同一水平线上取E、F两点，有静止流体中同一水平面上各处压强相等。11－2流体的流动一、理想流体忽略流体粘滞性，并将其视为不可压缩的，这样的流体就称作理想流体。一、流线和流管任意时刻、任意点的流速可表示为流线是表示某一瞬时流体各点的流动趋势的曲线，流线上各点的切线方向为该点流体流速的方向。当流速分布不随时间而变，就称之为稳定流动，稳定流动时，所有质点流经某点时的速度都相同，不随时间而变

2、。但流经不同点的质点的流速可以是不同的。对稳定流动，流线代表了流体质点运动的轨迹。在流体内作一小的闭合曲线，通过其上各点的流线围成的管叫做流管。由于流线不会相交，因此流管内、外的流体都不会穿越管壁。通过研究流体中的一个流管，就可了解稳定流动的整体情况。三、连续性原理管截面积大的地方流速小，截面积小的地方流速大。四、伯努利方程左端面的压力对流体作的功右端面的压力对流体作的负功两端压力对流体的总功为流体内机械能的增量理想流体无粘滞性，内摩擦力为零。因此有上式可写作＝恒量这就是伯努利方程[例11-1]水在水平管中作稳定流动，在截面积为2处压强

3、为，在截面积为处压强为，求水在管中的流量。解五、伯努利方程的一些应用1．流速计可以从流速计上测出的和的值求出液体流速2．小孔的流速，11－3流体的粘滞性一、内摩擦定律层流流速差速度梯度粘滞力新建文件夹大物动画层流.exe二、斯托克斯公式半径为r的球体，在粘滞系数的流体中以速度运动v时，受到的阻力为三、泊肃叶定律上式称泊肃叶定律令，有其中，为流阻泊肃叶定律是法国医生泊肃叶于1840年在研究动物血液的流动时提出的。该定律在测定流体的粘滞系数、血液流动分析等方面有很多应用。[例11-2]设某人心输出量为体循环的总压强差求此人体循环的总外周

4、阻力（总流阻）。解　由泊肃叶定律知11－4液体的表面性质一、液体的表面张力略去，得因此有，即：液体表面层中分子沿表面方向的引力大于斥力，液体表面好象绷紧的橡皮膜，具有收缩的趋势。上式中，比例系数叫做表面张力系数可见，表面张力系数又等于增加单位表面面积时表面位能的增量。时几种液体的表面张力系数液体乙醚16.5酒精22.3肥皂水25.0四氯化碳26.8苯28.9）[例11-3]有一滴管，其管口内半径为r。设水的密度为，表面张力系数为。当水滴从管口缓慢下滴时，求水滴的半径。解二、弯曲液面内外压强差1．水平液面表面张力沿着水平方向,沿边界的表面

5、张力互相抵消2．弯曲液面现以球状凸起的液面为例计算附加压强又故对于下凹的球状液面，同理可得三、液体与固体接触　毛细作用1．浸润现象浸润或不浸润的现象可用分子力来解释2．毛细现象浸润液体在毛细管中上升，不浸润液体在毛细管中下降的现象叫做毛细现象3．液体在毛细管中上升的高度对于液体不浸润管壁的情形下液柱高度计算，仍可使用上式。此时为钝角，得出的，即管内液面是下降的。由上式我们也能测定表面张力系数的值。在自然界和日常生活中常见表面张力、浸润及毛细现象的例子。如现代科技中的毛细管电泳技术。农业科学中，植物茎内的导管就是很细的毛细管，它能把土壤里

6、的水分吸上来。土壤里有很多小孔隙，即毛细管，地下的水分可借助它们上升到地面上来。干旱地区进行的松土，可破坏土壤表层的毛细管，以保持地下水分。