大學(xué)物理流體力學(xué)ppt課件

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第一節(jié): 流體力學(xué),流體:能夠流動(dòng)的連續(xù)介質(zhì),是氣體和液體的總稱, 基本特征:流動(dòng)性.,一.理想流體:不可壓縮的,沒有粘性的流體.,二.定常流動(dòng): 流體在空間各點(diǎn)的速度不隨時(shí)間而變化.,1,2.流線:,特點(diǎn)：1）流線不會(huì)相交;,2）定常流動(dòng)的流線形狀是穩(wěn)定不變的.,3.流管:特點(diǎn):內(nèi)外的流體不會(huì)交換.,2,三.流體的連續(xù)性原理,1.推導(dǎo):,在 時(shí)間內(nèi)流過兩個(gè)截面的 流體質(zhì)量相等.即:,對(duì)于不可壓縮流體,密度不變,即,連續(xù)性方程,即單位時(shí)間內(nèi)流過流管中任一截面的流體 體積都相等.,3,2.討論:,(1) 理想流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),(2) 單位時(shí)間內(nèi)流過某截面的流體體積和流體 質(zhì)量分別稱為流體的體積流量和質(zhì)量流量:,（3）對(duì)于分支管道，連續(xù)性方程變?yōu)椋?應(yīng)用：天然氣管，石油管等,4,例1：流體在半徑為R的管內(nèi)作定常流動(dòng)，截面上的流速按 分布，r為截面上某點(diǎn)到軸線的距離。 設(shè)R=5cm, 。求體積流量。,解：如圖，取一半徑為r，環(huán)寬為dr的圓環(huán) 面元ds，在則通過該面元的體積流量元為：,5,.伯努利方程,1.推導(dǎo)：,（1）作用力作功,6,(2)機(jī)械能的改變情況,7,即理想流體作定常流動(dòng)時(shí)，在流管中同一流線上，單位 體積流體的動(dòng)能，勢(shì)能和壓強(qiáng)能三者的和是一個(gè)恒量。 故伯努利方程是能量守恒在理想流體定常流動(dòng)的體現(xiàn)。,適用范圍：在同一流管中作定常流動(dòng)理想流體中的各點(diǎn)。,伯努利方程,8,五.伯努利方程的應(yīng)用,1.空吸作用,對(duì)于水平流管，伯努利方程變?yōu)椋?可見：s小則P小，s大則P大。,可見：S大則v小,S小則v大。,9,應(yīng)用：噴霧器，水流抽氣機(jī),家俱廠的噴漆機(jī).,水流抽氣機(jī),噴霧器,10,1912年,有一只大的遠(yuǎn)洋輪船和一只小的巡洋艦 幾乎平行地在海上航行.當(dāng)它們之間的距離只有 100m多一點(diǎn)時(shí),大船好象一塊巨大的磁鐵,小船在 強(qiáng)大的吸引力作用下,徑直沖向大船,結(jié)果會(huì)怎樣 大家是可以想象的,這特別大的吸引力是怎樣產(chǎn)生 的呢?,11,2.汾丘里管流量計(jì),將伯努利方程與連續(xù)性方程應(yīng)用于流速為粗細(xì) 不同的兩點(diǎn)，得：,12,13,3.比多管流速計(jì),考慮A和B兩點(diǎn)，A與B兩點(diǎn)可近似地看成在 同一水平面上.由水平管的伯努利方程可得：,故測(cè)得高度差h，即可求得流速.,應(yīng)用：測(cè)飛機(jī)在空中相對(duì)空氣的速度。,14,15,