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1、 流体运动伯努利原理及其应用标准大气压标准大气压 1atm=101325Pa=760mmHg柱柱一、一、应变(strain)二、二、应力力(stress)三、三、弹性模量性模量伯努利原理及其应用1、掌握理想流体、掌握理想流体、稳定流定流动的概念及其物理意的概念及其物理意义； 3、掌握伯努利方程及其、掌握伯努利方程及其应用；用；4、了解粘性流体的流、了解粘性流体的流动5、了解粘性流体的运、了解粘性流体的运动规律律 2、掌握、掌握连续性方程及其性方程及其应用；用；第三章第三章流体的运流体的运动伯努利原理及其应用一、理想流体一、理想流体1、实际流体流体水、油水、油可可压缩，具有粘滞性。，具有粘滞性。
2、 2、理想流体、理想流体绝对不可不可压缩、完全没有粘滞性（内摩擦）。、完全没有粘滞性（内摩擦）。 二、二、稳定流定流动1、流、流线在任一瞬在任一瞬间，在液体中划一些，在液体中划一些线，使，使这些些线上上各点的切各点的切线方向和液粒在方向和液粒在该点的速度方向相同。点的速度方向相同。3-1 理想流体理想流体稳定流定流动伯努利原理及其应用2、稳定流定流动如果各流如果各流线上各点的速度不随上各点的速度不随时间而而变，则流流动称称为稳定流定流动。3、流管、流管由一束流由一束流线围成的管状区域。成的管状区域。说明：明：速度：大小、速度：大小、 方向方向各流各流线不可相交不可相交伯努利原理及其应用t0tt
3、0t任取一流管（任取一流管（细），），S1 、 S2与管垂直与管垂直三、三、连续性方程性方程1、质量量连续性方程性方程质量流量：量流量：单位位时间内流内流过管道任一截面的流体管道任一截面的流体质量，量， 单位位为kg/s伯努利原理及其应用理想流体理想流体2、体、体积连续性方程性方程体体积流量：流量：单位位时间内流内流过管道任一截面的流体体管道任一截面的流体体积，单位位为m3/s伯努利原理及其应用3-2 伯努利方程伯努利方程一、一、伯伯努利方程努利方程 设一流管中任取一段流体一流管中任取一段流体xy、 t内流至内流至xy处,x 、y 处的的压强、流速和高度分、流速和高度分别为P1、V 1 、 h
4、1和和P2、V2 、h2理想流体理想流体 :x x、y y的体的体积为：伯努利原理及其应用外外力力:外力外力作功作功为：总功功为： 伯努利原理及其应用机械能的机械能的变化化为：由功能原理：由功能原理： A=E伯努利原理及其应用令：=m/v流体密度流体密度伯努利方程伯努利方程:动压静压静压意意义：理想流体理想流体稳定流定流动时，单位体位体积的的动能、能、势能、能、 以及以及该点的点的压强能之和能之和为一恒量。一恒量。伯努利原理及其应用S0：适用于同一流：适用于同一流线；12动压静压静压说明：说明：对于水平流管（流于水平流管（流线）上的任意点）上的任意点不不变； 当流体静止当流体静止时：伯努利原理
5、及其应用解：伯努利原理及其应用二、二、伯努利方程的伯努利方程的应用用1、汾丘里（、汾丘里（Venturi meter）流量）流量计21h伯努利原理及其应用cdh2、流速、流速计-皮托管（皮托管（pitot tube）动压全部全部转化化为静静压伯努利原理及其应用12解：伯努利原理及其应用3、体位、体位对血血压的影响的影响 若流体在等截面的流管中流若流体在等截面的流管中流若流体在等截面的流管中流若流体在等截面的流管中流动动，且流速不，且流速不，且流速不，且流速不变变，则则由由由由伯努利方程可得：伯努利方程可得：伯努利方程可得：伯努利方程可得：结论: 高高处的流体的流体压强小，低小，低处的流体的流体
6、压强大。大。伯努利原理及其应用bhp0p0a解：4、小孔流速、小孔流速伯努利原理及其应用5、空吸作用、空吸作用火车、双层纸p0ab伯努利原理及其应用 航空中，在速度航空中，在速度较快的快的一一侧出出现一个一个“负压”，这样使得物体两使得物体两侧出出现“压力差力差”，对飞机就是一机就是一种升力。种升力。V1V0伯努利原理及其应用3-3 粘性流体的流粘性流体的流动一、一、层流和湍流流和湍流1、层流流：V较小小时，流体分流体分层流流动的状的状态2、湍流：、湍流：V较大大,不再保持分不再保持分层流流动状状态，即垂直于流，即垂直于流层方方向存在分速度，因而各流向存在分速度，因而各流层混混淆起来。整个流淆
7、起来。整个流动杂乱不乱不稳定。定。伯努利原理及其应用 湍流特点：湍流特点：1. 流体不再保持分流体不再保持分层流流动状状态，即垂直于流，即垂直于流层方向存在分速度，流方向存在分速度，流动杂乱不乱不稳定。定。2.消耗的能量比消耗的能量比层流多。流多。3.能能发出声音。出声音。伯努利原理及其应用二、牛二、牛顿粘滞定律粘滞定律1、内摩擦力内摩擦力:实际液体液体层与与层之之间的相互作用力。的相互作用力。2、牛牛顿粘滞定律粘滞定律：粘度粘度 速度梯度速度梯度伯努利原理及其应用1、Re1000 层流流2、Re1500 湍流湍流3、1000Re1500 过渡渡态三、雷三、雷诺数数伯努利原理及其应用3-4 粘
8、性流体的运粘性流体的运动规律律一、粘性流体的伯努利方程一、粘性流体的伯努利方程12P1 P2 对于于等截面等截面水平水平细管：管： 如果流体在开放的粗如果流体在开放的粗细均匀的管道中均匀的管道中稳定流定流动伯努利原理及其应用二、泊二、泊肃叶定律叶定律前提：前提： 粘性流体在等截面的水平粘性流体在等截面的水平细管中作管中作稳定流定流 动，且是，且是层流状流状态。伯努利原理及其应用 在管中取一半径在管中取一半径为r、厚度、厚度为dr的的圆管状流体元，管状流体元，该流体元的截面流体元的截面积为：流体通流体通过该流体元截面的流量流体元截面的流量为：通通过整个管截面的流体流量整个管截面的流体流量为：dr
9、)(42221rRLPPv-=hrdr伯努利原理及其应用 泊泊肃叶定律叶定律粘性流体在粘性流体在水平水平细管内作管内作稳定定层流流时的的流量流量 R 细管半径管半径流体粘度流体粘度 L 细管管长度度、流阻、流阻:伯努利原理及其应用三、斯托克司定律（三、斯托克司定律（ Stokess law ）在粘性流体中运在粘性流体中运动时，物体表面附着有一，物体表面附着有一层流体，因而与流体，因而与周周围流体存在粘性力。流体存在粘性力。半径半径为R的球体以速度的球体以速度v运运动，且流体，且流体对于球体作于球体作层流运流运动，则小球所受阻力大小小球所受阻力大小为：伯努利原理及其应用F=0时：fF 斯托克司定律斯托克司定律应用用伯努利原理及其应用
