流体力学-连续介质模型.ppt

比多管[毕托管皮托管]PitotTubehAB图测量气体流速比多管由外管套在内管上：开口A垂直于气体流动方向，开口B则与气体流动方向平行。两开口分别通向U型管压强计的两端，根据液体的高度差便可求出气体的流速。vA=0vB=v流体毕托管是1732年法国人皮托（H.Pitot)首创并用于测量水的流速和船速，后被用来测量管道中流体的流速。其结构形状如图所示：从U形管中左右两边液面高度差可知为U形管中液体密度，为气体密度。由上两式得取其轴线为参考面，由伯努利方程，得图测量气体流速比多管PB,vBPAhPAPBρρvhAB图测量液体流速比多管图示形式的比多管测定液体的流速,其关系式为皮托(pitot)管测速原理之比较1.哪一种用来测量气体、液体的流速？hBAhBA测液体测气体2.测量气体、液体的流速有何异同？（测量管道中液体体积流量）如左图所示。当理想流体在管道中作定常流动时，由伯努利方程文丘里流量计由连续性原理又管道中的流速hSASB水管里的水在压强P=4.0×105Pa作用下流入室内，水管的内直径为2.0cm，引入5.0m高处二层楼浴室的水管，内直径为1.0cm。当浴室水龙头完全打开时，水管内水的流速为4.0m·s-1。当水龙头关闭时，，由伯努利方程即=3.5×105PaS1v1s2v2h例求解浴室水龙头关闭以及完全打开时浴室水管内的压强。当水龙头完全打开后，=2.3×105Pa即由伯努利方程：打开水龙头，管口处的压强减小，这是水的流动导致的结果。由连续性原理：例求解a、b、c、d各处压强及流速。h1h2abcd如图所示为一虹吸装置，h1和h2及流体密度已知，由题意可知，va=0,pa=pd=p0选d点所在平面为参考平面，对a、d两点应用伯努力方程，有解得因b、c、d各点处于截面积相同的同一流管中，所以由连续性原理，有：对于a、b两点，有对于a、c两点，有得：黏性流体的流动一、实际流体的粘滞性1.粘滞力Zv1v22.粘滞定律:研究内摩擦力与哪些因素有关速度梯度粘滞定律粘滞系数与流体的属性、温度有关温度液体气体单位:SI制:帕.秒CGS制:泊p满足的流体叫牛顿流体XYZ流体在水平圆管中作层流运动，管子两端的压强差为，管的半径为r，长度为L，黏滞系数为。则单位时间内流经圆管截面的流体体积为多少？p1p2液流粘滞力压力差：粘滞阻力：定常流动,流速分布不变，F与f平衡首先求V(r)vsordr测量粘滞系数由可得若测出流量Qv、管径R用得达西定理ABⅠⅡ图奥氏粘度计图毛细管粘度计三、斯托克斯公式1.公式的表达2.收尾速度小球所受粘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vT液体密度小球密度生产工作者常称vT为沉积速度如图所示，若在管中细颈处开一小孔，用细管接入容器A中流体内，流动的流体不但不漏出，而且A中流体可以被吸上去。为什么？设左上方容器很大，流体流动时，液面无显著下降，液面与出液孔高度差为h。S1和S2表示管的横截面，用ρ表示液体密度，流体为理想流体。分析：A中的流体被吸上去即A对1、2两处用伯努力方程和连续性方程，则有对于大容器液面处和2处取同一流线用伯努利方程，则有问题得解作业：P29/1-8,1-9，1-10，1-13******流体力学液体气体一、物质形态的分类气态：无一定形状，无一定体积液态：无一定形状，有一定体积固态：有一定形状和体积等离子态：波色－爱因斯坦凝聚态：费米子凝聚态：通称为流体具有流动性（基本特征）连续分布的流体质量元组成流体力学流体质量元微观上看为无穷大，流体分子的无规则热运动不占主导地位；宏观上看为无穷小的一点，有确定的位置、速度、密度和压强等；流体动力学（用P、v、h、等物理量描述）流体静力学（用P、F浮、等物理量描述）流体质量元有别于力学中的质点主要内容：

理想流体连续性原理（定常流动）伯努利方程