基本概念：流體：具有流動性的液體或氣體；流體動力學(xué)：研究流體的運動規(guī)律以及流體與其他物體之間相互作用的力學(xué)；1精選課件理想流體的穩(wěn)定流動一.基本概念1.流體的粘滯性：實際流體在流動時．其內(nèi)部有相對運動的相鄰兩部分之間存在類似兩固體相對運動時存在的摩擦阻力(內(nèi)摩擦力)，流體的這種性質(zhì)稱為粘滯性。2.流體的可壓縮性：實際流體在外界壓力作用下、其體積會發(fā)生變化，即具有可壓縮性；3.理想流體模型：絕不可壓縮、沒有粘滯性的流體叫做理想流體；一般情況下，密度不發(fā)生變化的氣體或者液體、粘滯性小的流體均可看成理想流體．2精選課件2.定常流動：流體質(zhì)點經(jīng)過空間各點的流速雖然可以不同，但如果空間每一點的流速不隨時間而改變，這樣的流動方式稱為定常流動，也稱為穩(wěn)定流動是一種理想化的流動方式。二.流體的運動形式：1.一般流動形式：通常流體看做是由大量流體質(zhì)點所組成的連續(xù)介質(zhì)。一般情況流體運動時，由于流體各部分可以有相對運動，各部分質(zhì)點的流動速度是空間位置的函數(shù)，又是時間t的函數(shù)

3精選課件三.流線、流管流線：為了形象地描述定常流動的流體而引入的假想的直線或曲線流線上任意點的切線方向就是流體質(zhì)點流經(jīng)該點的速度方向穩(wěn)定流動時，流線的形狀和分布不隨時間變化，且流線與流體質(zhì)點的運動軌跡重合；流線的疏密程度可定性地表示流體流速的大小；流線不相交；2.流管：流體內(nèi)部，通過某一個截面的流線圍成的管狀空間；流體質(zhì)點不會任意穿出或進入流管；（與實際管道相似）流體可視為由無數(shù)個穩(wěn)定的流管組成，分析每個流管中流體的運動規(guī)律，是掌握流體整體運動規(guī)律的基礎(chǔ)；4精選課件四.連續(xù)性原理1.推導(dǎo)過程：假設(shè)：①.取一個截面積很小的細流管，垂直于流管的同一截面上的各點流速相同；②.流體由左向右流動；③.流體具有不可壓縮性；④.流體質(zhì)點不可能穿入或者穿出流管；⑤.在一個較短的時間t內(nèi)，流進流管的流體質(zhì)量等于流出流管的流體質(zhì)量（質(zhì)量守恒），即：5精選課件2.理想流體的連續(xù)性方程(連續(xù)性原理、流量方程)：流體在同一細流管中作穩(wěn)定流動時，通過任一截面S的體積流量保持不變。推廣，對于不可壓縮的實際流體，任意流管、真實導(dǎo)流管、流體管道都滿足連續(xù)性原理。如果同一截面上流速相同，不可壓縮的流體在流管中做穩(wěn)定流動時流體的流速與流管的截面積S成反比，即截面大處流速小，狹窄處流速大。

體積流量：表示單位時間內(nèi)流過任意截面S的流體體積，稱為體積流量，簡稱流量，用QV表示，單位為m3/s.

6精選課件伯努利方程伯努利方程：理想流體在重力場中作穩(wěn)定流動時，能量守衡定律在流動液體中的表現(xiàn)形式。

伯努利方程是瑞士物理學(xué)家伯努利提出來的，是理想流體作穩(wěn)定流動時的基本方程，對于確定流體內(nèi)部各處的壓力和流速有很大的實際意義、在水利、造船、航空等部門有著廣泛的應(yīng)用。伯努利個人簡介：（DanielBernouli,1700～1782）瑞士物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、醫(yī)學(xué)家。他是伯努利這個數(shù)學(xué)家族（4代10人）中最杰出的代表，16歲時就在巴塞爾大學(xué)攻讀哲學(xué)與邏輯，后獲得哲學(xué)碩士學(xué)位，17～20歲又學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)，并于1721年獲醫(yī)學(xué)碩士學(xué)位，成為外科名醫(yī)并擔(dān)任過解剖學(xué)教授。但在父兄熏陶下最后仍轉(zhuǎn)到數(shù)理科學(xué)。伯努利成功的領(lǐng)域很廣，除流體動力學(xué)這一主要領(lǐng)域外，還有天文測量、引力、行星的不規(guī)則軌道、磁學(xué)、海洋、潮汐等等。7精選課件一.伯努利方程的推導(dǎo)：穩(wěn)定流動的理想流體中，忽略流體的粘滯性，任意細流管中的液體滿足能量守恒和功能原理！設(shè)：流體密度，細流管中分析一段流體a1

a2

:a1處：S1，1，h1,p1a2處：S2，2，h2,p2經(jīng)過微小時間t后，流體a1

a2

移到了b1

b2,從整體效果看，相當(dāng)于將流體

a1

b1

移到了a2

b2,設(shè)a1

b1段流體的質(zhì)量為m，則：機械能的增量：8精選課件9精選課件二.對于同一流管的任意截面，伯努利方程：

含義：對于理想流體作穩(wěn)定流動，在同一流管中任一處，每單位體積流體的動能、勢能和該處壓強之和是一個恒量。伯努利方程，是理想流體作穩(wěn)定流動時的基本方程；對于實際流體，如果粘滯性很小，如：水、空氣、酒精等，可應(yīng)用伯努利方程解決實際問題；對于確定流體內(nèi)部各處的壓力和流速有很大的實際意義、在水利、造船、航空等部門有著廣泛的應(yīng)用。10精選課件在水平流動的流體中，流速大的地方壓強小；流速小的地方壓強大。在粗細不均勻的水平流管中，根據(jù)連續(xù)性原理，管細處流速大，管粗處流速小，因而管細處壓強小，管粗處壓強大；如：水流抽氣機、噴霧器、內(nèi)燃機的汽化器的基本原理都基于此；一.水平流管的伯努利方程：伯努利方程的應(yīng)用

11精選課件生活中的實例：在海洋中平行航行的兩艘大輪船，相互不能靠得太近，否則就會有相撞的危險，為什么？逆流航行的船只行到水流很急的岸邊時，會自動地向岸靠攏；汽車駛過時，路旁的紙屑常被吸向汽車；簡單的實驗：用兩張窄長的紙條，相互靠近，用嘴從兩紙條中間吹氣，會發(fā)現(xiàn)二紙條不是被吹開而是相互靠攏，就是“速大壓小”的道理。打開的門窗，有風(fēng)吹過，門窗會自動的閉合，然后又張開；12精選課件6.飛機的機翼的翼型使得飛行中前面的空氣掠過機翼向后時，流經(jīng)機翼上部的空氣要通過的路程大于流經(jīng)機翼下部的空氣通過的路程，因此上部空氣流速大于下部空氣的流速，上部空氣對機翼向下的壓力就會小于下部空氣對機翼向上的壓力，從而產(chǎn)生升力；13精選課件應(yīng)用實例.

水流抽氣機、噴霧器空吸作用：當(dāng)流體流速增大時壓強減小，產(chǎn)生對周圍氣體或液體的吸入作用；水流抽氣機、噴霧器就是根據(jù)空吸作用的原理（速度大、壓強小）設(shè)計的。14精選課件應(yīng)用實例1-3.文丘利流量計文丘利管：特制的玻璃管，兩端較粗，中間較細，在較粗和較細的部位連通著兩個豎直細管。文丘利管水平接在液體管道中可以測定液體的流量；流速：體積流量：只要讀出兩個豎管的高度差，就可以測量流速和流量15精選課件應(yīng)用實例4.小孔流速：敞口的液槽內(nèi)離開液面h處開一小孔，液體密度為，液面上方是空氣，在液槽側(cè)面小孔處壓強為大氣壓p0,求小孔處的液體流速？托里拆利定律：忽略粘滯性，任何液體質(zhì)點從小孔中流出的速度與它從h高度處自由落下的速度相等；注：由于液槽中液面下降很慢，可以看成是穩(wěn)定流動，把液體作為理想流體；16精選課件粘滯流體：如植物組織中的水分，人體及動物體內(nèi)的血液以及甘油、蓖麻油。粘滯流體的流動一.牛頓粘滯定律粘滯系數(shù)層流:實際流體在流動時，同一橫截面上各點流速并不相同，管中軸心處流速最大，越接近管壁，流速越小，在管壁處流速為零。這種各層流體流速有規(guī)則逐漸變化的流動形式，稱為層流；每一層為與管同軸的薄圓筒，每一層流速相同，各層之間有相對運動但不互相混雜，管道中的流體沒有橫向的流動。（流速小時呈現(xiàn)的流動形式：河道、圓形管道）17精選課件

粘滯力：粘滯流體在流動中各層的流速不同，相鄰兩流層之間有相對運動，互施摩擦力，快的一層給慢的一層以向前的拉力；慢的一層則給快的一層以向后的阻力，這種摩擦力稱為內(nèi)摩擦，又稱粘滯力；粘滯力和哪些因素有關(guān)？流體內(nèi)相鄰兩層內(nèi)摩擦力的大小：與兩流層的接觸面積大小有關(guān)；還與兩流層間速度變化的快慢有關(guān)；18精選課件垂直于流速方向上有相距y的兩個流層，速度差為

；速度變化的快慢程度：其物理意義是：垂直于流速方向上相距單位距離的兩個流層的速度的變化率。垂直于流速方向的流速梯度(或速度梯度)：y19精選課件流體的湍流雷諾數(shù)層流不是流動的唯一形式；湍流：流體在管道內(nèi)流動，當(dāng)流速超過某一臨界值，流體的層流狀態(tài)將被破壞，各流層相互混淆，局部有橫向流動，呈現(xiàn)不規(guī)則的渦狀流動，這種流動狀態(tài)稱為湍流。在自然現(xiàn)象中，比較普遍的流動狀態(tài)是湍流，如江河急流、煙囪排出的廢氣流、大氣的流動等。層流與湍流的區(qū)別：層流：無橫向流動；湍流：總體向前流動，但局部有橫向流動；20精選課件

實驗表明：由層流變成湍流的條件用雷諾數(shù)Re來確定：Re----雷諾數(shù)，一個無量