文档介绍：理想流体的流动本节重点:?掌握理想流体模型;?理解理想流体、流线、流管等物理概念;?掌握理想流体的稳定流动的连续性原理;?掌握贝努利方程的原理;::具有流动性的液体和气体;:研究流体的运动规律以及流体与其他物体之间相互作用的力学;:?生物体液和氧分的输送,动物体内血液的循环,土壤中水分的运动,农田排灌、昆虫迁飞;§ ?:(内摩擦力),流体的这种性质称为粘滞性。?:实际流体在外界压力作用下、其体积会发生变化,即具有可压缩性;?:?绝对不可压缩、没有粘滞性的流体叫做理想流体;?一般情况下,密度不发生明显变化的气体或者液体、. 定常流动:?流体质点经过空间各点的流速虽然可以不同,但如果空间每一点的流速不随时间而改变,这样的流动方式称为定常流动,也称为稳定流动?是一种理想化的流动方式。:1. 一般流动形式:?通常流体看做是由大量流体质点所组成的连续介质。?一般情况流体运动时,由于流体各部分可以有相对运动,各部分质点的流动速度是空间位置的函数,、:为了形象地描述定常流动的流体而引入的假想的直线或曲线?流线上任意点的切线方向就是流体质点流经该点的速度方向?稳定流动时,流线的形状和分布不随时间变化,且流线与流体质点的运动轨迹重合;?流线的疏密程度可定性地表示流体流速的大小;?流线不相交;:流体内部,通过某一个截面的流线围成的管状空间;?流体质点不会任意穿出或进入流管;(与实际管道相似)?流体可视为由无数个稳定的流管组成,分析每个流管中流体的运动规律,是掌握流体整体运动规律的基础;. 推导过程:假设:①.取一个截面积很小的细流管,垂直于流管的同一截面上的各点流速相同;②.流体由左向右流动;③.流体具有不可压缩性;④.流体质点不可能穿入或者穿出流管;⑤.在一个较短的时间?t内,流进流管的流体质量等于流出流管的流体质量(质量守恒),即:tt???2211SS????2211SS???2. 理想流体的连续性方程(连续性原理、流量方程):恒量??S?流体在同一细流管中作稳定流动时,通过任一截面S的体积流量保持不变。?推广,对于不可压缩的实际流体,任意流管、真实导流管、流体管道都满足连续性原理。?如果同一截面上流速相同,不可压缩的流体在流管中做稳定流动时流体的流速?与流管的截面积S成反比,即截面大处流速小,狭窄处流速大。体积流量:表示单位时间内流过任意截面S的流体体积,称为体积流量,简称流量,用QV表示,单位为m3/,横截面是梯形,底宽2m,水面宽4m,水深1m,这条渠道再通过两条分渠道把水引到田间,分渠道的横截面也是梯形,底宽1m,水面宽2m,,,求水在总渠道中的流速?2211SS?????21312421Sm???????????sm/????§ 伯努利方程及其应用伯努利方程:理想流体在重力场中作稳定流动时,能量守衡定律在流动液体中的表现形式。伯努利方程是瑞士物理学家伯努利提出来的,是理想流体作稳定流动时的基本方程,对于确定流体内部各处的压力和流速有很大的实际意义、在水利、造船、航空等部门有着广泛的应用。伯努利个人简介:(Daniel Bernouli,1700~1782)瑞士物理学家、数学家、医学家。他是伯努利这个数学家族(4代10人)中最杰出的代表,16岁时就在巴塞尔大学攻读哲学与逻辑,后获得哲学硕士学位,17~20岁又学习医学,并于1721年获医学硕士学位,成为外科名医并担任过解剖学教授。但在父兄熏陶下最后仍转到数理科学。伯努利成功的领域很广,除流体动力学这一主要领域外,还有天文测量、引力、行星的不规则轨道、磁学、海洋、潮汐等等。一. 伯努利方程的推导:稳定流动的理想流体中,忽略流体的粘滞性,任意细流管中的液体满足能量守恒和功能原理!设:流体密度?,细流管中分析一段流体a1a2:a1处:S1,?1,h1, p1a2处:S2,?2,h2, p2经过微小时间?t后,流体a1a2移到了b1b2, 从整体效果看,相当于将流体a1b1移到了a2b2, 设a1b1段流体的质量为?m,则:121121Emghm?????=222221Emghm?????=机械能的增量:12EEE???-=