医用物理学课件液体的流动3.ppt

第二节 粘滞液体的流动 第四章：液体的流动 第四章 液体的流动 医 用 物 理 学 一、层流和湍流 1. 层流 液体的分层流动。 实际液体存在内摩擦性（黏滞性 viscosity), 液体流动时要克服内摩擦做功而消耗能量。 层流也称片流，是实际液体稳定流动的情况 片流 稳定流动 各层间相对滑动 不混乱 速度继续增大 出现横流、逆流 湍流（涡流）turbulent 2. 湍流 二、牛顿黏滞定律 1. 速度梯度 定义： 举例 2. 牛顿黏滞定律 1Pa.s=10泊 η液＞＞ η气 液体：T↑→η↓（分子间距增大） 气体：T↑→η↑（分子运动剧烈） 教室 泰山 华山 速度的空间变化率 高度的空间变化率 满足牛顿黏滞定律的液体，称为牛顿液， 例如：甘油，蓖麻油，酒精，血浆等； 不满足牛顿黏滞定律的液体，称为非牛顿液， 例如：血液（血浆+红细胞+白细胞+血小板等）。 三、雷诺数 英国科学家雷诺(Renold)1883年提出区分片 流和湍流的重要的数据：雷诺数 惯性离心力与内摩擦力的比 雷诺数是一个无量纲数，即纯数 实验证明： ＜1000 片流 ＞1500 湍流 1000~1500 不定 例3 心脏静息期间，主动脉血管半径约为0.01米，血 管内血液的流速为0.25米/秒，血液密度为1.05千克/ 立方米，血液黏度为 3.0×10-3 帕.秒，试判断主动 脉血管静息期间血液流动是否湍流。 解： 数据代入雷诺数，可得： Re≈875＜1000 片流 片流与湍流重要区分是： 片流无声，湍流有声 呼吸内科的应用 心血管内科的应用 四、粘滞液体的柏努利方程 实际液体稳定流动时的功能原理应该是 W = ΔEk + ΔEp + w′ w′ ：克服内摩擦的功 柏努利方程变为 式中： w′= W′ / V 单位体积内克服内摩擦力的功 w′ 的大小与η的大小，管子的几何形状， 运动状态，点的选取有关。 对于水平等粗的流管，要维持实际液体稳定流动， Δp＞“一定值” p1=p2+w1 p2=p3+w2 实际液体在水平等粗的管中做片流时，压强的 逐渐减少工程上称为“压头损失”（Δp） Δp与传输距离有关 中途添加加压泵增压 如居民楼的加压泵，输油管线上的加压泵等