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文檔簡介

粘滯流體的流動.一、流體的粘滯性實際流體內(nèi)部存在內(nèi)摩擦力f快-慢f慢-快——粘滯力.——牛頓粘滯定律vrrvr+drv+dvf慢-快f快-慢dSvrdS上內(nèi)摩擦力大?。?/p>

為流體的黏度系數(shù)dS為流層的接觸面積式中:為r處的速度梯度(r,v).黏度的大小表征粘滯流體粘滯性的強弱黏度與溫度有關(guān)流體的黏度系數(shù)

液體的黏度隨溫度升高而減小氣體的黏度隨溫度升高而增大牛頓流體和非牛頓流體表2-1單位:Pa

s或

N

s/m2.二、粘滯流體的流動狀態(tài)層流湍流v1v2雷諾數(shù):雷諾數(shù)是一個無量綱的數(shù)流體在長直圓管中流動:.*就生物傳輸系統(tǒng)的管徑、流速和管子的形狀,Re的臨界值會下降。若管子彎曲,則較低的Re也可發(fā)生湍流,且彎曲度愈大Re值愈低。*流體做湍流時伴隨很大響聲,消耗能量較大。臨床醫(yī)生可通過聽診器分辨不同的湍流聲,判斷血流或者呼吸是否正常。<1000,層流1000–1500,層流或湍流>1500,湍流.三、粘滯流體的伯努利方程∵粘滯流體內(nèi)部有粘滯力12∴1→2過程中有能量損耗伯努利方程變?yōu)椋篹——

單位體積流體由1→2過程中克服內(nèi)摩擦力所做的功.四、泊肅葉定律實驗表明:Rl理論推導得系數(shù):∴——泊肅葉定律.泊肅葉定律推導思想:泊肅葉定律推導(略)流速分布RdSdQ=vdS流量

.流速分布:vrvr

各流層流速沿徑向呈拋物線分布

平均速度

管軸中心處,流速最大

管壁處,流速最小.泊肅葉定律還可寫成:式中:——流阻(Pa

s/m3)?

由流體的性質(zhì)及流管的條件決定1)R,l定:

,

2)

定:l,R,

R的影響非常顯著.人體心血管系統(tǒng)中:Q:心輸出量(血流量)ΔP:血壓降β:外周阻力血管直徑對血流量的影響非常顯著血壓、血黏度、血管條件對血流量都有影響.例題

某人一段30cm長的主動脈,平均半徑為1.2cm,通過的平均血流量為80mL·s-1,血液的粘度為η=3×10-3Pa·s,求該段主動脈的流阻和壓強降落。解:根據(jù)流阻的定義可得.如管道粗細不均勻,或管道不水平,dl取dl為無限小的長度,dl兩端的壓強差為dP,為壓強梯度討論1.討論2Rl設粘滯流體在粗細均勻的水平圓管中流動,h1=h2,v1=v2由粘滯流體的伯努利方程得:又根據(jù)泊肅葉定律:.或粘性流體理想流體.如圖,牛頓粘性液體沿等粗水平管流動時壓力沿管路降低的情況,已知h=23cm,h1=15cm,h2=10cm,h3=5cm,a=10cm,求液體流動的平均速度?aaaahh3h2h1由粘滯流體的伯努利方程解:等粗水平管中,h相等,v相等CDCD段AA=>D.五、斯托克斯定律半徑為r的小球以速度v在黏度為

的流體中運動時,受到粘滯阻力為——斯托克斯定律流體黏度測定法之一:小球沉降法.小球沉降法:

2,

vGf阻f浮設小球半徑為r、密度為

1

1>2,小球一開始加速下降v=vs時,,勻速運動vs——沉降速度(收尾速度)f浮+f阻=G.若

1<2,小球(氣泡)上浮v=v

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