大学物理_流体力学1.ppt

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1、流体佯谬由于牛顿力学的巨大成功，人们对牛顿确定的三大定律深信不疑，奉之为金科玉律，然而在生活中，我们常常会惊异的发现流体表现出一些意想不到的效应。吹不掉的乒乓球演示第1章流体(fluid)力学流体力学的研究对象——流体：没有一定形状且具有流动性的物体，是液体和气体的总称。流体力学的研究内容：研究流体静止和运动的力学规律及其和相邻物体相互作用,现在主要研究流体的动力学规律。重点：理想流体，流线，流管，流量，连续性原理，伯努利方程；粘滞流体的流动形态，流动规律，离心机原理。1.1理想流体的定常流动1.1.1理想流体(i

2、dealfluid)的概念1.不可压缩2.无粘滞性压缩性：分子间距，气体：10-9m，液体：10-10m，液体的压缩性较小，一般情况下可忽略。（水在1000atm下，体积缩小5％）。粘滞性(viscosity)：内摩擦力，流体各层相对流动时，相邻两层间的相互作用力。有些液体（水、酒精）粘滞性较小,在流动范围不大，管道较粗时可忽略粘滞性。具有以下特性的流体称为理想流体1.1.2流线(streamline)和流管(streamtube)如何描述流体的运动？1.追踪各流体微团2.观察空间各点在流体力学中我们主要用第二种方

3、法。如果在流体空间中画许多曲线，使得各曲线上的每一点的切线方向和位于该点处流体微团的速度方向一致。这种曲线称为流线。由一簇流线围成区域称为流管。1.1.3定常流动（稳定流动）(steadylineflow)空间各点处流体的流速不随时间变化，称为定常流动反之为不定常流动例如：流速不太大的管道中水的流动思考：定常流动中的流线和流管是否随时间变化？1.1.4连续性原理(principleofcontinuity)质量流量守恒(massrateofflow)rvS=常量体积流量守恒(volumerateofflow)vS=

4、常量讨论理想流体在重力作用下作定常流动1.1.5理想流体的伯努利方程(Bernoulliequation)1、应用连续性原理：设流体微团a1-b1、a2-b2的质量均为m，体积均为ΔVΔV=S1Δl1=S2Δl22、应用功能原理：压力（非保守力）做功为：变化后这段流体动能增量为：势能增量为：由功能原理：即：位置1、2是任意选定的，所以对同一流管内的各不同截面有：注意上式中v应理解为截面上的平均速度，当流管的截面趋近于无穷小时流管就变成流线因此上式对于同一流线也成立。伯努利方程的记忆压强能项动能项势能项1.1.6伯努

5、利方程的应用（1）：小孔流速取流线A~B,由波努力方程可得：（2）流速计测空气流速U形管A端与B端高度差很小，可以忽略（3）流量计p1、p2、S1、S2均可测（4）空吸作用（5）建筑通风鼹鼠的洞穴作业：P221.2，1.7，1.10