流体力学粘滞液体的运动.ppt

1速度梯度黏滞定律层流(laminar flow): 各层 流体互不混杂黏滞力: 各层流体之间 存在的摩擦力.一、实际流体的黏滞定律一、实际流体的黏滞定律xAByv=v(y)v =0f f´zxOyv1v2ff§2-3 §2-3 黏滞液体的运动2黏滞系数与流体本身性质有关温度液体气体单位: SI制:帕秒(Pas)满足的流体叫牛顿流体牛顿流体空气20oC1.82×10-5 Pa·s水20oC1.01×10-3 Pa·s 重机油15oC66×10-3 Pa·s3各种物质的黏滞系数液体温度 °C 10-3Pa·S气体温度 °C 10-5Pa·S 水0 20 50 1001.79 1.01 0.55 0.28空气20 6711.82 4.2水蒸气0 1000.9 1.27 水银0 201.69 1.55CO220 3021.47 4.7 酒精0 201.84 1.20氢20 2510.89 1.3 轻机油1511.3氦201.96 重机油1566CH4201.104二、实际流体定常流动的伯努利方程二、实际流体定常流动的伯努利方程实际上，流体流动时需要克服黏滞性引起的内 摩擦力，以及固体边界对流体的摩擦阻力等。

机械能热能、声能能量守恒流管中单位重量流体从横截面1 处流到2处所损失的机械能实验指出：能量损失能量损失 的大小与流体的流动的大小与流体的流动 状态有关状态有关5实际流体与理想流体• 理想流体单位体积流体的总能量在管中各处 都相等，所以压强也相等 • 对于实际流体，管中各处若流速相同，下游 克服黏滞阻力所作的功总大于上游，由伯努 利方程可知，上游的流体压强必大于下游的 压强 • 要使实际流体作稳定流动，上下游必须有一 定的压力差来克服内摩擦力作的功6三、湍流三、湍流(turbulent flow) 实际流体两种状态：层流、湍流红色液体与水密度一样红色液体与水密度一样阀门开启程度不同， A管中水流状态有何 不同？A Av很大或S线度增大时流体在向前运动同时还出现横向运动7A A湍湍A A阀门微开阀门微开阀门开大阀门开大阀门再开大阀门再开大阀门开启程度不同，A管中水流状态有何不同？8管道或河渠中的水流，通风管道中的空气流，一般 皆为湍流出现条件——雷诺(O.Reynolds)判据：实验得出湍流层流不稳定过渡状态混沌(Chaos)现象(非线性运动) 1. 对初始条件敏感 2. 表观混乱无序，实际具有深 层次规律9四、泊肃叶定律四、泊肃叶定律L段之压力差黏滞阻力定常流动液体在半径为R的圆管内流动黏滞力L10定常流动11泊肃叶公式的另一表示形式：l为管长，v为平均流速测量黏滞系数：测出流 量QV、管径R, 由QV求得12五、斯脱克斯定律五、斯脱克斯定律固体在理想流体中匀速运动时，不受阻力。

在实际流体中运动，由于存在黏滞性，会受到 阻力的作用球体在实际流体中所受到的 黏滞阻力可用斯脱克斯定律 (Stoke’s law)描述为黏滞系数，r 为小球半径，v为小球在流体 中的运动速度13小球所受黏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收 尾速度尾速度(terminal velocity)v vT T (沉积速度) —小球密度 0—液体密度14例题4 一个直径为6.0mm的玻璃球， 在盛甘油的筒中自静止下落现测得小球降落 的终极速度为3.1cm/s，试计算甘油的粘度 已知玻璃球的密度为 ，甘油的密度 为 [解]当小球以终极速度降落时，小球所受的 粘性阻力等于其重力15例5 试分别计算半径为 的雨滴的极限速度，已知空气的黏度为密度为解：16流体力学总结1完全不可压缩的无黏滞性流体称为理 想流体(ideal fluid) —— 理想模型2定常流动(稳恒流动 steady flow)—— 流体内各处流速不随时间变化3流体连续性方程(continuity equation of fluid):174。

伯努利方程：在同一管道中任何一点处，流 体每单位体积的动能和势能以及该处压强之和为 常量小孔泄流液体静压强公式：皮托(pitot)管原理18文特利(Venturi)流量计原理5 5实际流体定常流动的伯努利方程实际流体定常流动的伯努利方程6 6泊肃叶定律泊肃叶定律197 7斯脱克斯定律斯脱克斯定律8 8收尾速度收尾速度。