第五章流体力学

第五章流体力学、液体和气体统称为流体。 流体的基本特征是具有流动性，即其各部分之间容易发生相对运动，没有一定的形状。 流体力学研究了流体的宏观平衡、运动规律和流体与相邻固体的相互作用规律。 流动性压缩性粘性、流体宏观物性、5-1流体运动的描述、研究流体静力学：静止流体规律的学科，如阿基米德原理、帕斯卡原理等。 研究流体动力学：流体运动的学科是水力学、空气动力学、生物流体力学等学科的理论基础。 此外，流体力学、一、流体运动的描述方法、牛顿定律被应用，考虑各质量要素的位置的时间变化，拉格朗日法、不同的(x0，y0，z0)表示不同的质量要素，考虑通过欧拉法、空间的某个位置(x，y，z )的质量要素的运动，该方法将流体视为一个场所，考虑场合各点的物理量。 在流场设想一组曲线，使曲线上各点的切线方向与该点的流体粒子的速度方向一致，该曲线称为流线、二、流场、流线和流管，流体流中任何瞬间流体所占的空间都具有一定的流速。 流速沿空间分布的流体速度场(流场)、流线不相交，导入流线只是为了图像描绘流场，用虚拟曲线注意：在流动的流体上描绘小截面时，通过其周边各点的流线包围的管状体不会流管、流体通过流线流入或流出！ 什么？ 流线越密流速越大，稀薄流速越小。 三、定常流动和不定常流动、流场的任何点的流速、压力和密度等都不随时间变化的流线形状不变化，不与质量要素的运动轨迹重叠的流体的各流层混合，只作为相对滑动。 通过空间某处的质量速度随时间变化，不定常流、定常流、流线的形状随时间变化，在定常流的流场取一些细管，截面S1和S2:流速分别为v1和v2，流体密度分别为1和2。 均匀地看流管任意横截面上各点的物理量，通过截面S2流出的流体的质量：研究对象：t时间内：通过截面S1进入的流体的质量：5-2稳态流动的连续性方程式、稳态流动时的连续性方程式也称为质量-流量守恒定律、Sv=常数，其中-流体密度、s-截面积、v-流速。 在Sv单位时间内通过任意截面s的流体质量，流体连续性方程是质量守恒定律在稳态流体中的推论，与流体有无粘性无关。 Sv单位时间内通过任意截面s的流体的体积、非压缩流体、为常数时，体积-流量保存法则、Sv=常数，例如：水从水龙头流下的过程中，其速度增加，因此水流必定“收缩”。 如果A0处水流截面为1.2cm2、A0处为0.35cm2、A0、a间的垂直距离为h=45mm，则求出从水龙头流出的体积流量。 解：两截面体积流量相等，落下运动的速度关系，流量为：经过时间t后，该区间的流体位置从xy向xy、5-3理想流体的伯努利方程式移动，稳定地流动，在y取压力P2、速度v2、高度h2、截面积S2、细流管，切取流体xy， 考察流体在t时间内的机械变化，流体在x处的压力P1、速度v1、高度h1、截面积S1、理想流体的伯努利方程式、外力：F1为正功，F2为负功的x截面的位移为v1t，y截面的位移为v2t，总功：机械能的增加，x，x，h1，P1S1，h1 P2S2、P2S2、x、y、y、v1、v1、v2、v2、F2、F1、v是在t时间内使l管流体进出体积，=m/V是流体的密度，-伯努利方程式y点的选择没有限制，因此上式表示同一流管的任意截面：单位体积流体的静压能力、单位体积流体的静压能力、说明：1)该方程式实际2 )成立于常习系统3 )其中，p、v、h对应同一流线，对应不同流线的常数不同。另外，在一般的配管流程中，被忽略的各物理量在横截面上的变化也近似成立，式中的各量是配管截面上的平均值。 流体在水平管中流动时(h1=h2)，流体的势能在流动过程中不变化，P 1/2v2=常数，流速大的地方压力小，流速小的地方压力大(即流线相对接近的地方压力小，反之亦然)，血压测定为英国牧师健康(r.s.hh ) 1896年意大利的医生里瓦罗基(Riva-Rocci，1863-1937 )发明了至今仍在使用的手镯血压计。 (1)小孔流速是在容器立起的状