流体的力学 粘滞液体的运动.ppt

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1、1速度梯度黏滞定律层流(laminarflow):各层流体互不混杂黏滞力:各层流体之间存在的摩擦力.一、实际流体的黏滞定律xAByv=v(y)v=0ff´zxOyv1v2ff§2-3黏滞液体的运动2黏滞系数与流体本身性质有关温度液体气体单位:SI制:帕秒(Pas)满足的流体叫牛顿流体空气20oC1.82×10-5Pa·s水20oC1.01×10-3Pa·s重机油15oC66×10-3Pa·s3各种物质的黏滞系数液体温度°C10-3Pa·S气体温度°C10-5Pa·S水020501001.791.010.5

2、50.28空气206711.824.2水蒸气01000.91.27水银0201.691.55CO2203021.474.7酒精0201.841.20氢202510.891.3轻机油1511.3氦201.96重机油1566CH4201.104二、实际流体定常流动的伯努利方程实际上，流体流动时需要克服黏滞性引起的内摩擦力，以及固体边界对流体的摩擦阻力等。机械能热能、声能上游下游能量守恒流管中单位重量流体从横截面1处流到2处所损失的机械能实验指出：能量损失的大小与流体的流动状态有关5实际流体与理想流体理想流体单位体积流体的总

3、能量在管中各处都相等，所以压强也相等。对于实际流体，管中各处若流速相同，下游克服黏滞阻力所作的功总大于上游，由伯努利方程可知，上游的流体压强必大于下游的压强。要使实际流体作稳定流动，上下游必须有一定的压力差来克服内摩擦力作的功。6三、湍流(turbulentflow)实际流体两种状态：层流、湍流红色液体与水密度一样阀门开启程度不同，A管中水流状态有何不同？Av很大或S线度增大时流体在向前运动同时还出现横向运动7A湍湍A阀门微开阀门开大阀门再开大阀门开启程度不同，A管中水流状态有何不同？8管道或河渠中的水流，通风管道中的

4、空气流，一般皆为湍流。出现条件——雷诺(O.Reynolds)判据：实验得出湍流层流不稳定过渡状态混沌(Chaos)现象(非线性运动)1.对初始条件敏感2.表观混乱无序，实际具有深层次规律9四、泊肃叶定律L段之压力差黏滞阻力定常流动液体在半径为R的圆管内流动黏滞力L10定常流动11泊肃叶公式的另一表示形式：l为管长，v为平均流速测量黏滞系数：测出流量QV、管径R,由QV求得12五、斯脱克斯定律固体在理想流体中匀速运动时，不受阻力。在实际流体中运动，由于存在黏滞性，会受到阻力的作用。球体在实际流体中所受到的黏滞阻力可用斯

5、脱克斯定律(Stoke’slaw)描述为黏滞系数，r为小球半径，v为小球在流体中的运动速度。13小球所受黏滞阻力与浮力之和与重力平衡,小球开始作匀速直线下落时的速度称收尾速度(terminalvelocity)vT(沉积速度)—小球密度0—液体密度14例题4一个直径为6.0mm的玻璃球，在盛甘油的筒中自静止下落。现测得小球降落的终极速度为3.1cm/s，试计算甘油的粘度。已知玻璃球的密度为，甘油的密度为。[解]当小球以终极速度降落时，小球所受的粘性阻力等于其重力。15例5试分别计算半径为的雨滴的极限速度，已知空

6、气的黏度为密度为解：16流体力学总结1。完全不可压缩的无黏滞性流体称为理想流体(idealfluid)——理想模型2。定常流动(稳恒流动steadyflow)——流体内各处流速不随时间变化3。流体连续性方程(continuityequationoffluid):174。伯努利方程：在同一管道中任何一点处，流体每单位体积的动能和势能以及该处压强之和为常量。小孔泄流液体静压强公式：皮托(pitot)管原理18文特利(Venturi)流量计原理5。实际流体定常流动的伯努利方程6。泊肃叶定律197。斯脱克斯定律8。收尾速度