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第六章 流体力学基础 v1 v2 x y z Df 二、牛顿粘性定律 速度梯度 作用在面元DS上的粘滞力Df h : 粘滞系数或内摩擦系数 h 的单位为帕秒 一般液体的h 随温度的升高而减小，气体的h 随温度的升高而增大。 h 与流体的属性、温度有关，与流体运动形式无关 流体的粘性影响流动的快慢，静止流体中无粘力 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 流体的粘度 实验发现，氦的同位素4He和3He （液态），在稳定低到2.19 K时，粘性完全消失（粘度为零），超流性 牛顿粘性定律 牛顿流体 非牛顿流体 蜂蜜、奶油、血液、沥青 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 三、粘滞流体的伯努利方程 单位体积的流体从 流动到 克服粘滞力做功W，则： 对于水平圆管：若 水平管道中维持粘滞流体稳定流动需保持一定的压强差 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 四、泊肃叶公式 粘滞流体在水平圆管中稳定分层流动时的流量 两底面压力 侧面粘滞阻力 泊肃叶公式 平均流速 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 对于水平圆管 五、湍流 管径较粗或流体的流速较大时，产生垂直于轴线的流速分量，破坏层流状态，运动混乱不规则。 流线混杂、紊乱，有垂直管轴方向的分速度，出现漩涡 粘滞流体，流速较大时，不同流层间会发生混掺，形成紊流或称湍流 湍流发生时，内摩擦力增大，流量减小 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 层流变湍流与流速v，流体密度r ,管道直径l，流体粘度h 有关,可由一无量纲纯数R 确定。 雷诺数 内壁光滑圆形管道的临界雷诺数 从层流到湍流的转变存在一个过渡区域，这个过渡区域的雷诺数称为临界雷诺数。 紊流阻力比层流阻力大得多 层流和紊流的区别在于层流各流层间互不混掺，只存在粘性引起的摩擦阻力 紊流有大小不等的涡流动荡于各流层之间，除了粘性阻力，还存在着由于质点混掺、互相碰撞所造成的惯性阻力。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 例：血液流过一条长为1 mm ，半径为2 μm 的毛细血管时，如果最大流速为0.66 mm·s-1 ,血液的粘滞系数为4.0×10-3 Pa·s ，求毛细血管的血压降为多少？ 解 湍流时流速的时间平均值沿截面的分布 流量与压差的关系 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 6.5 运动物体在流体中所受的力 物体在流体中受到的作用力，其水平方向的分力称为阻力，竖直方向的分力称为升力 一、斯托克斯公式 牛顿流体中作低速运动的小球所受阻力的大小 重力场中，流体中小球的沉降问题 小球在静止液体中自由下落 K：2~2.5 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 收尾速度 黏滞系数 颗粒半径 小球做匀速运动时 密立根油滴实验 Evaluation only. Create