PPt4Web Хостинг презентаций

Главная / Физика / Жидкость
X Код для использования на сайте:

Скопируйте этот код и вставьте его на свой сайт

X

Чтобы скачать данную презентацию, порекомендуйте, пожалуйста, её своим друзьям в любой соц. сети.

После чего скачивание начнётся автоматически!

Кнопки:

Презентация на тему: Жидкость


Скачать эту презентацию

Презентация на тему: Жидкость


Скачать эту презентацию



№ слайда 1 Лекция 10 Тема: ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД Упругие напряжения и деформации.
Описание слайда:

Лекция 10 Тема: ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД Упругие напряжения и деформации. Закон Гука. Общие свойства жидкостей и газов. 3. Поток вектора скорости. Уравнение непрерывности. 4. Циркуляция векторного поля. Ротор вектора. Уравнения движения и равновесия жидкости. 5. Уравнение движения и равновесия жидкости. 6. Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли. 7. Стационарное течение вязкой жидкости. Содержание лекции: Сегодня: * 900igr.net

№ слайда 2 1. Упругие напряжения и деформации. Закон Гука
Описание слайда:

1. Упругие напряжения и деформации. Закон Гука

№ слайда 3 Идеально (абсолютно) упругим телом называется такое тело, которое обладает свойс
Описание слайда:

Идеально (абсолютно) упругим телом называется такое тело, которое обладает свойством восстанавливать свои размеры и форму после того, как деформирующие его силы прекращают свое воздействие. Рассматриваем не сам процесс деформирования, а конечный результат, после установления равновесия в деформируемом теле. Рассмотрим некоторое тело, деформированное внешними силами. Внешние силы вызывают смещения частиц тела по сравнению с исходным состоянием. В результате в теле возникают внутренние силы, т.е. тело переходит в напряженное состояние.

№ слайда 4 Выделим бесконечно малый объем вещества в виде куба. Обозначим dS – площадь боко
Описание слайда:

Выделим бесконечно малый объем вещества в виде куба. Обозначим dS – площадь боковых граней куба. В равновесии силы, действующие на каждую грань: Должны быть равны по величине и противоположны по направлению; Полный момент всех сил, действующих на куб, равен нулю.

№ слайда 5 Эти величины называются механическими напряжениями. Из второго условия равновеси
Описание слайда:

Эти величины называются механическими напряжениями. Из второго условия равновесия суммарный момент, например, сил dF1y и dF2x равен нулю, если dF1y = dF2x , т.е.

№ слайда 6 Компоненты - нормальные напряжения, в зависимости от знака характеризуют растяги
Описание слайда:

Компоненты - нормальные напряжения, в зависимости от знака характеризуют растягивающие (сжимающие) усилия. Напряжения - касательные (сдвиговые) напряжения, действуют в плоскости соответствующих граней. При внешнем воздействии в общем случае тело изменяет свои размеры и форму, т.е. испытывает деформацию. При всем разнообразии деформаций оказывается возможным любую из них свести к двум. Элементарными деформациями являются растяжение (сжатие) и сдвиг.

№ слайда 7 Деформация растяжения (сжатия) – характеризуют величиной относительного удлинени
Описание слайда:

Деформация растяжения (сжатия) – характеризуют величиной относительного удлинения. Если выделенный в теле объем до действия сил имел длину l в некотором направлении, а после приложения сил, эта длина изменилась на l, то относительное удлинение будет При растяжении >0, при сжатии

№ слайда 8 Деформация сдвига характеризуется величиной относительного сдвига Закон Гука Отн
Описание слайда:

Деформация сдвига характеризуется величиной относительного сдвига Закон Гука Относительное растяжение (сжатие) пропорционально растягивающему (сжимающему) напряжению . Е – модуль Юнга – напряжение, создающее относительное удлинение тела, равное единице.

№ слайда 9 Растяжение, например, стержня, сопровождается его поперечным сжатием. - относите
Описание слайда:

Растяжение, например, стержня, сопровождается его поперечным сжатием. - относительное сжатие. Относительное сжатие связано с относительным растяжением: - коэффициент Пуассона. «-» – отражает тот факт, что продольная и поперечная деформации при одноосном растяжении (сжатии) всегда имеют противоположные знаки.

№ слайда 10 Зависимость напряжения от относительного удлинения при растяжении образца Предел
Описание слайда:

Зависимость напряжения от относительного удлинения при растяжении образца Предел упругости Пластическая деформация Деформационное упрочнение Предел прочности Текучее состояние

№ слайда 11 2. Общие свойства жидкостей и газов
Описание слайда:

2. Общие свойства жидкостей и газов

№ слайда 12 Агрегатное состояния вещества Твердое Жидкое Газообразное Зависит от соотношения
Описание слайда:

Агрегатное состояния вещества Твердое Жидкое Газообразное Зависит от соотношения между потенциальной энергией взаимодействия атомов Wвз, составляющих тело, и их средней кинетической энергией Wср.кин. Wвз >> Wср.кин, твердое состояние. Wвз Wср.кин, жидкое состояние. Wвз

№ слайда 13 Способы кинематического описания жидкостей Способ Лагранжа. Выбирается совокупно
Описание слайда:

Способы кинематического описания жидкостей Способ Лагранжа. Выбирается совокупность «жидких» частиц, движение жидкости описывается как движение таких частиц. Вводится понятие скорости и ускорения частиц (трудно учесть изменение формы «жидкой» частицы при движении). Способ Эйлера. Задается векторное поле скоростей движения жидкости, т.е. фиксируем, как ведет себя скорость течения жидкости в точках ее объема с течением времени. Следим за кинематическими характеристиками жидкости в фиксированных точках пространства, не интересуясь тем, какие именно «жидкие» частицы проходят эти точки. Для наглядного представления вводят линии тока.

№ слайда 14 Линия тока – линия, в каждой точке которой вектор скорости направлен по касатель
Описание слайда:

Линия тока – линия, в каждой точке которой вектор скорости направлен по касательной. Густота , с которой проведены линии тока, пропорциональна величине скорости течения. Часть объема жидкости, ограниченная линиями тока, называется трубкой тока. Жидкость, находящаяся внутри трубки тока, не может покинуть ее пределы, т.к. по определению линий тока вектор скорости течения направлен по касательной к поверхности трубки тока.

№ слайда 15 3. Поток вектора скорости; уравнение непрерывности
Описание слайда:

3. Поток вектора скорости; уравнение непрерывности

№ слайда 16 Рассмотрим в поле вектора малый плоский элемент поверхности с площадью dS. Введе
Описание слайда:

Рассмотрим в поле вектора малый плоский элемент поверхности с площадью dS. Введем единичный вектор положительной нормали . Образуем вектор площади элемента . Потоком вектора через поверхность бесконечно малой площади называется величина: объем dV, который успевает наполнять за 1 с поток жидкости, пронизывающий площадку dS

№ слайда 17 Если поверхность имеет конечные размеры S разбить на плоские малые элементы пото
Описание слайда:

Если поверхность имеет конечные размеры S разбить на плоские малые элементы поток вектора через всю поверхность. Здесь и далее считается, что нормаль к каждому из элементов поверхности dS направлена из объема наружу (внешняя нормаль). если исток сток если

№ слайда 18 Рассмотрим в поле вектора малый объем V, окруженный замкнутой поверхностью S. То
Описание слайда:

Рассмотрим в поле вектора малый объем V, окруженный замкнутой поверхностью S. Тогда будет характеризовать общую интенсивность источников и стоков, находящихся в объеме V. характеризует удельную интенсивность источников (стоков). Это локальная удельная характеристика интенсивности источников жидкости в точке А поля .

№ слайда 19 Если div(v) = 0, в т. А нет источников (стоков). Если div(v) > 0, т. А является
Описание слайда:

Если div(v) = 0, в т. А нет источников (стоков). Если div(v) > 0, т. А является источником. Если div(v) < 0, т. А является стоком. Чем больше div(v) > 0, тем выше интенсивность источника. Это локальная удельная характеристика интенсивности источников жидкости в точке А поля .

№ слайда 20 Уравнение непрерывности Выберем в жидкости объем V, ограничим замкнутой поверхно
Описание слайда:

Уравнение непрерывности Выберем в жидкости объем V, ограничим замкнутой поверхностью S. Поток массы через S: Масса жидкости, заключенной внутри S, равна В отсутствие источников (стоков) жидкости внутри объема масса жидкости, которая вытекает из него, должна быть равна изменению массы объема V в единицу времени, т.е. .

№ слайда 21 Уравнение непрерывности жидкости в интегральной форме. Если течение стационарно,
Описание слайда:

Уравнение непрерывности жидкости в интегральной форме. Если течение стационарно, т.е. величины, характеризующие течение жидкости, не зависят явно от времени, то Смысл: в стационарном потоке сколько жидкости входит в данный объем, столько и выходит из него.

№ слайда 22 4. Циркуляция векторного поля. Ротор вектора. Уравнения движения и равновесия жи
Описание слайда:

4. Циркуляция векторного поля. Ротор вектора. Уравнения движения и равновесия жидкости.

№ слайда 23 Пусть в поле скоростей v (x, y, z) задана некоторая кривая L. Разобьем эту криву
Описание слайда:

Пусть в поле скоростей v (x, y, z) задана некоторая кривая L. Разобьем эту кривую на малые векторные элементы dl, направление которых совпадает с направлением обхода L. циркуляция вектора скорости вдоль кривой L (характеризует завихренность поля вектора в области расположения L).

№ слайда 24 Это локальная характеристика завихренности потока жидкости в окрестности точки А
Описание слайда:

Это локальная характеристика завихренности потока жидкости в окрестности точки А.

№ слайда 25 В жидкости отсутствует понятие сдвига. В жидкости могут быть только напряжения в
Описание слайда:

В жидкости отсутствует понятие сдвига. В жидкости могут быть только напряжения всестороннего сжатия, причем где Р – давление – сила, действующая на некоторую площадку, помещенную в жидкость перпендикулярно силе и отнесенной к единице площади:

№ слайда 26 Выберем в жидкости бесконечно малый объем dx, dy, dz – длины ребер. P(x, y, z, t
Описание слайда:

Выберем в жидкости бесконечно малый объем dx, dy, dz – длины ребер. P(x, y, z, t) – давление жидкости вблизи левой боковой грани, перпендикулярной оси y, P(x, y +dy, z, t) – давление жидкости вблизи правой боковой грани. Проекция на ось y силы давления жидкости:

№ слайда 27 Воспользуемся определением частной производной , т е. проекция силы давления, от
Описание слайда:

Воспользуемся определением частной производной , т е. проекция силы давления, отнесенная к единице объема: Аналогично: Сила давления, действующая на элемент жидкости. Учтем, что жидкость может находиться в гравитационном поле, потенциал которого , тогда - сила, действующая со стороны этого поля на единицу массы. -сила, отнесенная к единице объема.

№ слайда 28 Идеальная жидкость – жидкость, вязкостью которой можно пренебречь. Запишем второ
Описание слайда:

Идеальная жидкость – жидкость, вязкостью которой можно пренебречь. Запишем второй закон Ньютона Уравнение движения идеальной жидкости в гравитационном поле В равновесии справедлив закон Паскаля: давление, оказываемое на жидкость, передается ею по всем направлениям одинаковым образом.

№ слайда 29 Частный случай: несжимаемая жидкость. Жидкость находится в однородном поле тягот
Описание слайда:

Частный случай: несжимаемая жидкость. Жидкость находится в однородном поле тяготения. Выберем положительное направление оси z вертикально верх. Тогда потенциал будет где g – ускорение свободного падения. Подставим в уравнение равновесия: линейное увеличение гидростатического давления с увеличением глубины

№ слайда 30 Одно из проявлений закона Паскаля можно наблюдать в гидравлическом прессе: два с
Описание слайда:

Одно из проявлений закона Паскаля можно наблюдать в гидравлическом прессе: два сообщающихся сосуда заполнены жидкостью и закрыты поршнями различной площади. По закону Паскаля, давления под поршнями одинаковы: Таким образом, сила давления второго поршня больше силы давления первого во столько раз, во сколько площадь больше первого. Гидравлический пресс – простой механизм, позволяющий развить колоссальные силы, используемые для прессования различных изделий из металлов и пластмасс. Обозначим - ходы поршней.

№ слайда 31 Вследствие несжимаемости объемы жидкости, перешедшего из одного цилиндра в друго
Описание слайда:

Вследствие несжимаемости объемы жидкости, перешедшего из одного цилиндра в другой, одинаковы: Работы, совершаемые силами за один ход Их отношение Как и следовало ожидать, пресс дает выигрыш в силе, но не в совершаемой работе.

№ слайда 32 Согласно формуле Сила давления на нижние слои жидкости будет больше, чем на верх
Описание слайда:

Согласно формуле Сила давления на нижние слои жидкости будет больше, чем на верхние. Поэтому на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила – сила Архимеда. Погрузим в жидкость на глубину h параллелепипед с площадью основания S и высотой ребра a. Давление на глубине h равно

№ слайда 33 Поэтому на верхнее основание действует сила На глубине h + a давление равно Поэт
Описание слайда:

Поэтому на верхнее основание действует сила На глубине h + a давление равно Поэтому на нижнее основание действует сила Равнодействующая этих двух сил направлена вверх и равна по величине Здесь - объем погруженной части тела, - масса жидкости (газа) того же объема. Закон Архимеда: на тело погруженное в жидкость (газ), действует выталкивающая сила, равна весу вытесненной телом жидкости (газа).

№ слайда 34 6. Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли
Описание слайда:

6. Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли

№ слайда 35 Стационарное течение жидкости - это такое течение, при котором скорость жидкости
Описание слайда:

Стационарное течение жидкости - это такое течение, при котором скорость жидкости в каждой данной точке остается постоянной как по величине, так и по направлению. Для стационарного течения форма и расположение линий тока со временем не изменяются. Рассмотрим какую-либо трубку тока. За время dt через произвольное сечение S ходит объем жидкости Svdt. Выберем два ее сечения

№ слайда 36 За время dt через сечение пройдет объем жидкости Аналогично, через сечение за то
Описание слайда:

За время dt через сечение пройдет объем жидкости Аналогично, через сечение за то же время dt пройдет объем Из условия несжимаемости жидкости следует равенство объемов, вошедших в область между сечениями и вышедших из нее: Следовательно, для несжимаемой жидкости величина Sv в любом сечении одной и той же трубки тока одинакова: Sv = const. – теорема о непрерывности струи. Примечание: Теорема применима к реальным жидкостям и газам, если их сжимаемостью можно пренебречь. Следствие: в месте сужения трубы скорость потока возрастает.

№ слайда 37 При течении жидкости ее отдельные слои текут с разными скоростями, скользят друг
Описание слайда:

При течении жидкости ее отдельные слои текут с разными скоростями, скользят друг относительно друга, вследствие чего между ними возникают силы трения. Эти силы называют силами внутреннего трения (возникают не только в жидкостях, но и в газах). Жидкость, в которой внутреннее трение (вязкость) полностью отсутствует, называется идеальной. Выделим в стационарно текущей идеальной жидкости трубку тока, ограниченную сечениями S1 и S2, по которой слева направо течет жидкость.

№ слайда 38 За время Δt объем жидкости переместится вдоль трубки тока. В силу непрерывности
Описание слайда:

За время Δt объем жидкости переместится вдоль трубки тока. В силу непрерывности струи заштрихованные объемы будут иметь одинаковую величину: Энергия каждой частицы жидкости Полная энергия потока, протекающего за Δt через сечение S1 Аналогично для S2

№ слайда 39 Изменение полной механической энергии Силы давления на боковую поверхность трубк
Описание слайда:

Изменение полной механической энергии Силы давления на боковую поверхность трубки тока перпендикулярны в каждой точке к направлению перемещения частиц, поэтому работу не совершают. Отлична от нуля только работа сил, приложенных к сечениям S1 и S2.

№ слайда 40 Сечения S1 и S2 были взяты произвольно. Поэтому в стационарно текущей идеальной
Описание слайда:

Сечения S1 и S2 были взяты произвольно. Поэтому в стационарно текущей идеальной жидкости в любом сечении трубки выполняется условие: Уравнение Бернулли: в установившемся движении идеальной жидкости полное давление, слагающееся из динамического, гидростатического и статического, одинаково для всех поперечных сечений трубки тока.

№ слайда 41 7. Движение тел в среде с сопротивлением. Стационарное течение вязкой жидкости
Описание слайда:

7. Движение тел в среде с сопротивлением. Стационарное течение вязкой жидкости

№ слайда 42 Рассмотрим следующую ситуацию. Пусть у нас имеются две большие параллельные плас
Описание слайда:

Рассмотрим следующую ситуацию. Пусть у нас имеются две большие параллельные пластины, площадью S. Через некоторое время после приложения к верхней пластине силы она приобретает постоянную скорость .

№ слайда 43 Слои жидкости также станут двигаться, причем величина скорости этих слоев будет
Описание слайда:

Слои жидкости также станут двигаться, причем величина скорости этих слоев будет линейно возрастать от 0 до с увеличением расстояния от нижней пластины. Выводы: 1. Вязкая жидкость «прилипает» к поверхности твердого тела. Скорость жидкости на поверхности тела и скорость тела движущегося в жидкости одинаковы (условие «прилипания»). 2. Так как скорость постоянна, то со стороны жидкости на верхнюю пластину действует сила, которая компенсирует внешнюю силу . Это и есть сила вязкого трения . Она действует не только на твердые тела в жидкости, но и между элементами самой жидкости.

№ слайда 44 Для величины силы вязкого трения в условиях рассматриваемого опыта справедливо р
Описание слайда:

Для величины силы вязкого трения в условиях рассматриваемого опыта справедливо равенство Формула Ньютона - коэффициент вязкости – динамическая вязкость Уравнение движения вязкой жидкости – уравнение Навье-Стокса Применяется для описания движения реальных жидкостей и газов

№ слайда 45 Вихревая дорожка при обтекании цилиндра
Описание слайда:

Вихревая дорожка при обтекании цилиндра

№ слайда 46 Число Рейнольдса Если число Рейнольдса мало (Re 1 – 10-2), то течение через неко
Описание слайда:

Число Рейнольдса Если число Рейнольдса мало (Re 1 – 10-2), то течение через некоторое время после начала приобретает характер послойного, т.е. ламинарного, установившегося (стационарного) течения. Если увеличим число Рейнольдса до (Re 10), то первоначальное ламинарное течение становится неустойчивым. Т.е. возникающие неизбежно в процессе течения случайные малые возмущения скорости жидкости со временем возрастают по величине, что приводит к возникновению более сложного стационарного течения: образуются два вихря.

№ слайда 47
Описание слайда:

№ слайда 48 3. Если увеличить число Рейнольдса до (Re 102), то характер течения снова меняет
Описание слайда:

3. Если увеличить число Рейнольдса до (Re 102), то характер течения снова меняется за счет нового типа неустойчивости: возникает нестационарное обтекание, при котором вихри отрываются и уносятся по течению. 4. Если увеличить число Рейнольдса до (Re 104-105), течение становится полностью неупорядоченным, хаотическим. Такое течение называет турбулентным.

№ слайда 49 Ламинарное (на переднем плане) и турбулентное течение вокруг субмарины «Лос-Андж
Описание слайда:

Ламинарное (на переднем плане) и турбулентное течение вокруг субмарины «Лос-Анджелес»

№ слайда 50
Описание слайда:

№ слайда 51 Лекция окончена Нажмите клавишу для выхода
Описание слайда:

Лекция окончена Нажмите клавишу для выхода

Скачать эту презентацию


Презентации по предмету
Презентации из категории
Лучшее на fresher.ru