大学物理流体力学.pptx

第一节第一节:流体力学流体力学流体:能够流动的连续介质,是气体和液体的总称,基本特征:流动性.一.理想流体:不可压缩的,没有粘性的流体.二.定常流动:流体在空间各点的速度不随时间而变化.2.2.流线流线:特点：1）流线不会相交;2）定常流动的流线形状是稳定不变的.3.3.流管流管:特点:内外的流体不会交换.三三.流体的连续性原理流体的连续性原理1.推导:在 时间内流过两个截面的流体质量相等.即:对于不可压缩流体,密度不变,即连续性方程 即单位时间内流过流管中任一截面的流体体积都相等.2.讨论讨论:(1)理想流体稳定流动时,(2)单位时间内流过某截面的流体体积和流体质量分别称为流体的体积流量和质量流量:（3）对于分支管道，连续性方程变为：应用：天然气管，石油管等例1：流体在半径为R的管内作定常流动，截面上的流速按 分布，r为截面上某点到轴线的距离。设R=5cm,。求体积流量。解：如图，取一半径为r，环宽为dr的圆环面元ds，在则通过该面元的体积流量元为：四四.伯努利方程伯努利方程1.推导：（1）作用力作功）作用力作功(2)机械能的改变情况机械能的改变情况即理想流体作定常流动时，在流管中同一流线上，单位即理想流体作定常流动时，在流管中同一流线上，单位体积流体的动能，势能和压强能三者的和是一个恒量。体积流体的动能，势能和压强能三者的和是一个恒量。故伯努利方程是故伯努利方程是能量守恒能量守恒在理想流体定常流动的体现。在理想流体定常流动的体现。适用范围：在同一流管中作定常流动理想流体中的各点。适用范围：在同一流管中作定常流动理想流体中的各点。伯努利方程五五.伯努利方程的应用伯努利方程的应用1.空吸作用空吸作用对于水平流管，伯努利方程变为：对于水平流管，伯努利方程变为：可见：可见：s小则小则P小，小，s大则大则P大。大。可见：可见：S大则大则v小小,S小则小则v大。大。应用：喷雾器，水流抽气机应用：喷雾器，水流抽气机,家俱厂的喷漆机家俱厂的喷漆机.水流抽气机水流抽气机喷雾器喷雾器19121912年年,有一只大的远洋轮船和一只小的巡洋舰有一只大的远洋轮船和一只小的巡洋舰几乎平行地在海上航行几乎平行地在海上航行.当它们之间的距离只有当它们之间的距离只有100m100m多一点时多一点时,大船好象一块巨大的磁铁大船好象一块巨大的磁铁,小船在小船在强大的吸引力作用下强大的吸引力作用下,径直冲向大船径直冲向大船,结果会怎样结果会怎样大家是可以想象的大家是可以想象的,这特别大的吸引力是怎样产生这特别大的吸引力是怎样产生的呢的呢?2.汾丘里管流量计汾丘里管流量计 将伯努利方程与连续性方程应用于流速为粗细将伯努利方程与连续性方程应用于流速为粗细不同的两点，得：不同的两点，得：3.比多管流速计比多管流速计考虑考虑A和和B两点，两点，A与与B两点可近似地看成在两点可近似地看成在同一水平面上同一水平面上.由水平管的伯努利方程可得：由水平管的伯努利方程可得：故测得高度差故测得高度差h，即可求得流速，即可求得流速.应用：测飞机在空中相对空气的速度。应用：测飞机在空中相对空气的速度。