流体的运动2重点分析.ppt

汾丘里（Venturi meter）流量计 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 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f1 2.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 ▼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。 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。 二、泊肃叶定律 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，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,流体才能克服粘滞阻力作稳定流动。　 因 为 所以 例2：水在均匀水渠（开放的）中作稳定层流，设水不深，求维持稳定层流的条件。 由已知条件： ,P1=P2=P0 ,则由粘滞流体的伯努利方程得 说明:渠道必须有一定的高度差,才能使水在渠道作稳定流动. 例1图： P1 P2 R，L 粘性流体在等截面 水平圆管中作层流时的运动规律 1、流量公式 设管半径为R，管长为L，管两端压强差为△P= P1-P2 ，粘滞系数为η，流量为Q，则 2、流速分布 应用牛顿定律、牛顿粘性定律可推导出泊肃叶定律。 距管轴r处的流速 ——抛物线 管壁处：r=R处，流速为零； 管中心处：r=0处，流速最大。 3 、平均流速 粘滞流体连续性方程 泊肃叶定律 平均流速 在流体动力学中，泊肃叶公式有相当重要的意义。这一公式还提供了测定粘滞系数的方法， 已知细管的半径和长度，并测出这一长度上的压强差和流量，即可由泊肃叶公式算出粘滞系数。 4、流阻 流阻： 流阻也可以串、并联，和电阻公式类似。 5、泊肃叶定律的推导　 前提：粘性流体在等截面　 　　　水平管中稳定层流。 对前式积分得： * * * * * * 二、伯努利方程的应用 管中流体的流速、流量； 管中流体的压强； 容器间的相对位置等； 空吸作用的应用。 利用伯努利方程与连续性方程，可以确定： 1、空吸作用 喷雾器示意图 1 2 负压使液体沿竖管进入 1处， 此处的高速气流将其吹成雾状。 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。 。 。 。 S1 v1= S2 v2=Q 2、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 ＊ ☆ 2 1 h 3、流速计 皮托管流速计： 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 1kPa=7.52mmHg 1mmHg=0.133kPa 求小孔流速 P0, vA≈0 P0,vB = ？ 地铁安全线 伯努利管 例： b h p0 p0 a 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