3.3流体的运动解析.ppt

解 在点A 气流速率为零, 在流线OA上运用伯努 利方程, 得到 对于流线QB 点O和点Q非常接近, 可认为各量相等。又因皮托 管一般都很细, 点A与点B的高度相差很小, hA = hB 。 考虑到这些条件, 得 vB 是待测气流的流速。 如果压强计中液体的密度为? ?, 则 比较上面两式得 所以 这样，就可以由压强计的两液面高度差h, 计算 出待测气流速率。 例2 求水从容器壁小孔中流出时的速率。 解 水从小孔中流出时的流速可 以根据伯努利方程求解。设水面 距离小孔的高度为h，ABC为一条 流线。A和B分别是这条流线在水面和小孔处的两点, 在这条流线上运用伯努利方程, 得 其中水面上点A和孔口处点B都与大气接触, 所以 那里的压强都等于大气压p0 。 A B C 取小孔处的高度为零，则 hA = h。容器的横截面 比小孔的截面大得多, 根据连续性方程, vA vB ,故 认为vA = 0。将以上条件代入上式, 即可求得小孔处 的流速, 为 可见, 小孔处水的流速，与物体从高度为h处自由 下落到小孔处的速率是相同的。 End！ 当理想流体流动时，由于忽略了黏性力，所以流体各部分之间也不存在这种切向力，流动流体仍然具有静止流体内的压强的特点，即压力总是垂直于作用面的． * 上页 下页 返回 退出 上页 下页 返回 退出 ? 一、流体的基本特征 　1.物质的三态 ??? 物质存在的主要形式有：固体、液体和气体。 流体和固体的区别: ??? 从力学分析的意义上看，在于它们对外力抵抗的能力不同。 　　　　?????????????????????????????????????　 ?????? 　　　　 固体?????????????????????????????????????　　　流体 ?固体：既能承受压力，也能承受拉力与抵抗拉伸变形。 流体：只能承受压力，一般不能承受拉力与抵抗拉伸变形。 *§3-6 理想流体模型 定常流动 伯努利方程 液体和气体的区别： ??? (1)气体易于压缩；而液体难于压缩； ??? (2)液体有一定的体积，存在一个自由液面；气体能充满任意形状的容器，无一定的体积，不存在自由液面。 ?液体和气体的共同点： ??? 两者均具有易流动性，即在任何微小切应力作用下都会发生变形或流动，故二者统称为流体。 ?? 微观：流体是由大量做无规则运动的分子组成的，分子之间存在空隙，但在标准状况下，1cm3液体中含有3.3×1022个左右的分子，相邻分子间的距离约为3.1×10-8cm。1cm3气体中含有2.7×1019个左右的分子，相邻分子间的距离约为3.2×10-7cm。?? 2.? 流体质点与流体的连续介质模型 宏观：考虑宏观特性，在流动空间和时间上所采用的一切特征尺度和特征时间都比分子间距和分子碰撞时间大得多。 （2）流体连续介质模型：连续介质（continuum/continuous medium）：质点连续地充满所占空间的流体或固体。??? 连续介质模型（continuum continuous medium model）：把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质，且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函数，即u =u(t,x,y,z)。 （1）流体质点：也称流体微团，是指尺度大小同一切流动空间相比微不足道又含有大量分子，具有一定质量的流体微团。 优点：（1）排除了分子运动的复杂性。 　　　（2）物理量作为时空连续函数，则可以利用连续函数这一 　　　　　数学工具来研究问题。 3.流体的分类? 　（1）根据流体受压体积缩小的性质，流体可分为： ??? 可压缩流体（compressible flow）：流体密度随压强变化不能忽略的流体??? 　不可压缩流体（incompressible flow）：流体密度随压强变化很小，流体的密度可视为常数的流体。? 注意： (a)严格地说，不存在完全不可压缩的流体。 ??? 　　　 (b)一般情况下的液体都可视为不可压缩流体(发生水击时除外)。?? 　　　 (c)对于气体，当所受压强变化相对较小时，可视为不可压缩流体。?? 　　　?(d)管路中压降较大时，应作为可压缩流体。? 　（2）根据流体是否具有粘性，可分为：??? 　实际流体：指具有粘度的流体，在运动时具有抵抗剪切变形 的能力，即存在摩擦力，粘度。 理想流体：指忽略粘性的流体，在运动时不能抵抗剪切变形。 1、流体的压强 流体与容器器壁之间, 流体各部分之间, 都存在相互作用。 在静止流体内取出一部分, 包围它的闭合曲面将其与其 他流体分隔开。曲