层流和湍流ppt课件

. 1，1，层流和湍流，粘性流体的流动形态：层流，湍流，过渡流动，1 .层流：流体层流，相邻的两层流体之间只是相对滑动，流层间没有横向拥挤。 2 .湍流：流体流速超过某一数值时，流体就不能保持分层流动，有可能向各种方向移动，有可能在与管轴垂直的方向上分速度，各流层混淆，产生涡流，这种流动状态称为湍流。 流体形成湍流时消耗的能量比层流多，湍流与层流区别的特征之一是发出声音。 3.3粘性流体、层流、湍流、3 .过渡流动：介于层流和湍流之间的流动状态不稳定。2、流体形成层流时，各层之间有相对滑动，沿管轴流动的速度最大，离轴越远流速越小，管壁上附着有甘油，流速为零。 二、牛顿粘性定律，3，1 .粘性力(内摩擦力):相邻的二流层间因流速的不同而进行相对运动时，存在于切线方向上的相互作用力。 2 .牛顿的粘性规律，设在x方向离开dx的二液层的速度差为dv，dv/dx把与流速方向垂直的单位距离的液层间的速度差称为速度梯度，一般在x中速度梯度不同，离管轴越远，速度梯度越大，其单位为1/s。 实验证明：FS，dv/dx，即：牛顿粘性规律，粘度系数(粘度)，单位： SI，4，其值的大小取决于流体的性质，与温度有关，一般，液：气：压力的影响不明显。 遵循牛顿粘性规律的流体称为牛顿流体，不遵循水、血浆、牛顿粘性规律的流体称为非牛顿流体，表示血液、如果令、剪应力、作用于流体层的单位面积的内摩擦力。 取穿过轴线的纵剖面，图，abcd表示t=0时剖面上的长方形的流体要素，经过时间t，发生剪切，成为abcd，5，剪切变形，剪切率，对牛顿流体恒定，无关牛顿流体6、3、雷诺数、决定粘性流体在圆筒形管中流动形态的要素：速度v、密度、粘度、管半径r、雷诺，作为流体从层流向乱流变化的基准，提出了无数个雷诺数，实验证明：层流、过渡流、7、3.4粘性流体的运动规则粘性流体的伯努利方程在研究粘性流体的运动规律时，可忽略压缩性，但必须考虑粘性。 用与导出伯努利方程式相同的方法，考虑到流体克服粘性力而工作的话，其机械能减少而变化为热能，得到稳定流动粘性流体时的伯努利方程式，每体积的非压缩粘性流体流动时，能够克服粘性力的功和损失的能量，8，I粘性流体在水平等粗管中稳定流动，/4卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡6，ii粘性流体在开放的等粗管中稳定流动，444444444444444444卡卡卡卡卡卡卡卡卡653，两种特殊情况：9，9 未压缩的牛顿流体在水平等粗圆管中稳定流动时，雷诺数少则流动的形态为层流。 为了保持液体的稳定流动，管的两端必须保持一定的压力差。 1、泊苏叶规律、实验证明，在水平均匀的细圆管内形成层流粘性流体，其体积流量与管道两端的压力差成正比。 即，以管半径、流体粘度、管长度、压力差、10、2 .规律的导出、(1)速度分布、与管同轴、半径r、长度l的圆柱行流体要素为研究对象，该压力差应是流体要素侧面受到的粘性力的大小可知在管轴(r=0)流速为最大值，在管壁(r=R )流速为最小值0，流速v沿管径方向抛物线分布(12 )流量在管中取与管同轴、内径r、厚度dr的管状流层，该流层的横截面积、通过该流层的横截面的流量、通过管的横截面整体的流量、13，或在此流阻，其数值取决于管的长度、内径和流体粘度例3-3，成人大动脉半径约为1.310-2m，进一步的0.2m以内的流阻Rf和压力降p为多少的血流量设定为1.0010-4m3/s，=3.010-3Pas。 解：14，3，斯托克斯定律，1，斯托克斯定律可以写为，固体在粘性流体中运动时粘性阻力起作用，物体的运动速度小时，粘性阻力的比例系数k由物体的形状决定。 对于球体，如果将半径设为r，则k=6，873354斯托克斯定律，15，2，精加工速度(沉降速度)在半径r、密度的球体在粘度、密度()的粘性流体中垂直落下时受到力，三力达到平衡时，球体以均匀的速度落下16、应用：r、已知的情况下，只要测定精加工速度就能求出液体的粘性系数、已知的情况下，如果测定精加工速度就能求出球体半径r。 17，3.5血液在循环系统中的流动，一、血液的组成和特性，一、组成，血液不是牛顿流体，粘度不一定。18、2、特性、有屈服应力，只在剪切应力超过某数值后才发生流动，低于该数值时不发生流动。 引起流体流动的最低剪切应力值称为屈服应力或感应应力。 有粘弹性，有触变性，19、2，心脏工作，整个循环系统由体循环和肺循环两部分组成。 计算心脏工作有两种方法。 心脏功等于左、右两室功之和。 心脏的工作等于血液在心脏流动前后的能量变化。20、进入心脏时血流速度和血压很小，看起来为零，血液进入心脏时高度的变化可以忽略，可：可：同：21、测量主动脉血压和血液流速，可以求出心脏工作量，可以知道心功能的情况。 PL表示血液离开左心室时的平均压力(即主动脉平均血压)，PR表示肺动脉平均血压。 2222222222222222222222222222 .脉波：传播速度约为810m/s，与血液的流速不同。 截面积s指同种血管的总截面积。 流速v表示截面上的平均流速。 说明：23、4、血流过程中的血压分布、血压是血管内血液对管壁的侧压。 1 .收缩压扩张压脉压，2 .平均动脉压：心周期中动脉血压的平均值。 注意：平均动脉压并不是收缩压和扩张压的平均值，平时多在扩张压上加上1/3脉压来估计。 “啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊