液体流动.ppt

第4章 液体的流动;物体;1、理想液体(ideal fluid) ;2、 流 线 ;流线的照片; 若流体中流线上各点的流速都不随时间变化，则这样的流动称为稳定流动(steady flow)。;4、流管;1、液流连续原理 ;结论： 流体的流速和管的横截面积成反比，粗处流速慢，细处流速快。 S v= V体积 /t = Q ……流量 意义：单位时间内流过横截 面的液体体积。 ; 血流速度分布;为什么 血液在大动脉中流速最快， 在毛细血管内流速最慢。 血液为不可压缩液体作稳定流动。; 当液体从一个管流入多个支管时， 根据流量相等的原则： Sv = S1v1+S2v2+ S3v3+…;2、理想流体的柏努利方程;下面给出推导：;②机械能的改变量：△E = △Ek+ △Ep △E k= m2v22/2 - m1v12/2 △E p= m2gh2 - m1gh1 ; ③若不考虑内摩擦，由功能原理知 （ P1- P2）V= m2v22/2 - m1v12/2 + m2gh2 – m1gh1 液体不可压缩时 m1 = m2 m1/V = m2/V = ρ;由此得出：;1、压强和流速的关系;用v和P的关系解释几种现象; 地铁安全线; 旋转球（香蕉球）; 香蕉球原理; 飞机的升力;升力;1. 动压强和静压强 在力学中选择长度L、时间T、质量M为基本量，其余量为导出量。 量纲：表示导出量和基本量之间关系的量. ;柏努利方程;皮托管是测量液体、气体流动速度的仪器;A、B两点近似为同高点， PA+0=PB+ρv2/2 PA－PB= ρgh ρ是液体密度 ρ是气体密度; 流量计原理 ;; 管涌;体位对血压的影响 ;;3、流速与高度的关系; 铜壶滴漏; 小孔流速 在一个圆面积为s1大水桶的侧面，有一面积为s2的圆孔，孔在水面下h处，求水在小圆孔中流出的流速。;当 s1s2 ;;例1 注射器的直径为4cm，以F =58.8N的力推之。问自小孔水平射出的水柱流速多大？设孔的截面积为0.005cm2, 问50cm3的水注射完毕需多少时间？;解②;例2 用一根跨过水坝的粗细均匀的虹吸管, 从水库里取水,如图所示。已知虹吸管的最高点C比水库水面高2.5m, 管口出水处D比水库水面低4.5m,设水在虹吸管内作定常流动。; 取虹吸管为细流管,;结果表明：通过改变D点距水面的垂直距离和虹吸管内径, 可以改变虹吸管流出水的体积流量。;2. 求B点压强：对于同一流线上A、B两点, 应用柏努利方程;对于同一流线上的C、D两点, 应用柏努利方程有 ; 例3 两个开口很大的槽A和F盛有相同的液体，在A槽底部接一细管BCD，水平管中较细部分C处接一竖直的E管，并使管下端插入F槽的液体内，假设液体作稳定流动，并没有粘滞性，如管C处的截面积是D处的一半，并设D处比A槽液面低h1，问E管中液体上升的高度h2是多少？;取如图所示的流管（接近流线），取G、D两点（截面）;A;A;8; 实际液体的流动;一、层流和湍流;2. 湍流（turbulent flow）;二、雷诺数;一般情况下: Re＜1000， 液体做层流 Re ＞1500，液体做湍流 1500 ＞ Re ＞1000 液体的流动不稳定，原来作层流的液体将会转为作湍流，作湍流液体可能会变成作层流。;Re 1;生理流动 人体中存在各种生理流动,对生命和健康最重要的是血液循环与呼吸系统。 健康人体的血管和气管等流动管道都具有良好的弹性,管壁可以吸收扰动能量,起着稳定流场的作用, 因而生理流动的临界雷诺数(由层流转变为湍流时的雷诺数)要远远超过刚性管流的临界雷诺数。; 人体主动脉按直径不同,其雷诺数约在1000 ~1500, 在正常情况下, 血流仍保持层流状态。 ;x;牛顿黏滞定律; 一般说来,液体的内摩擦力小于固体之间的摩擦力,古人开凿运河,用于运输;用机油润滑机械,减少磨损,延长使用寿命,都是这一原理的应用。气体的黏滞性则更小,气垫船的使用就是利用了气体的这一特性。; 某些液体的黏度：（ Pa·s） 水 0 ℃ 　 1.8×10-3 水 37 ℃ 　 0.69×10-3 水 100 ℃ 　 0.3×10-3 血液 37 ℃ 2.0～4.0×10-3　 空气 15 ℃