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流体佯谬 由于牛顿力学的巨大成功,人们对牛顿确定的三大定律深信不疑,奉之为金科玉律,然而在生活中,我们常常会惊异的发现流体表现出一些意想不到的效应。例如:

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1 流体佯谬 由于牛顿力学的巨大成功,人们对牛顿确定的三大定律深信不疑,奉之为金科玉律,然而在生活中,我们常常会惊异的发现流体表现出一些意想不到的效应。例如:

2 从受力角度,b图小球将向右侧做加速运动,但是实践证明小球仍保持如图状态。难道牛顿运动定律不适用上述小球的运动?!
科学家们称上述 现象为流体佯谬,经 瑞典科学家丹尼尔. 伯努利(D.Berhoulli) 的探索,成功 地解释了流体佯谬, 从而奠定了流体力学 的基础

3 流体(fluid)力学 重点:理想流体,流线,流管,流量,连续性 方程,伯努利方程;粘滞流体,流动形态,流动规律,离心机原理。 §1.理想流体(ideal fluid) 一.几个概念 1.流体:具有流动性的连续介质,是液体与气体 的总称。 特点:流体内各部分间易发生相对运动,无固 定形状。 2.理想流体:完全不可压缩,无粘滞性的流体。

4 压缩性:分子间距:气体:10-9m,液体:10-10m,
液体的压缩性较小,一般情况下可忽略。 (水在1000atm下,体积缩小5%)。 粘滞性(viscosity):内摩擦力,各层相对流动时,相邻两层 间的相互作用力。有些液体(水、酒精)粘滞性 较小,在流动范围不大,管道较粗时可忽略粘滞性。 3.定常流动(稳定流动)(steady line flow) 流体流经的空间内,各点的流速不随时间变化。 注意与匀速 流动相区别。 4.流线(stream line) 流体质元的流动轨迹,切线方向为流速方向。 定常流动:流线是否随时间变化?

5 5.流管(tube of flow) 流线组成的管道。

6 二.连续性方程(equation of continuity)
导出v与s之关系 见图: v2 v1

7 Q = sv—单位时间内流过截面s的体积,称体积
流量(volume rate of flow)。上式也称流量守恒方程。 质量流量(mass rate of flow):Qm =ρsv 三.伯努利方程(Bernoulli’s theorem) 讨论流体各处h,v,p的关系 事例1. 我国列车全面提速 后,在高速行驶的列车上 有时 出现了车窗玻璃飞 落的现象。 事例2.豪克号海难事件

8 1.导出:由功能原理讨论:见图 p2 v2 S2’ v1 p1 S1’

9 将上式化简,得:

10 2.应用: (1)空吸作用 见图:

11 (2)小孔流速 见P98例5.1: A B

12 (3)流速计 见图:

13 (4)流量计 见图

14 习题: P.119


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