隔膜泵流体脉动消减技术研究

浙江工业大学

硕士学位论文

隔膜泵流体脉动消减技术研究

姓名：肖俊建

申请学位级别：硕士

专业：机械工程

指导教师：方德明;余宪耀

20041101

ｙ７４Ｓ５４５

浙江工业大学硕士学位论文

隔膜泵流体脉动消减技术研究

摘要

由于隔膜泵活塞的往复运动，造成瞬时流量的脉动，引起压力的

脉动，由压力脉动引起管道振动，影响管系寿命，为此要研究消除或

减弱振动问题。消减问题可以从两方面来解决：一是合理设计管道系

统的各项结构参数，二是现场采取适当的减振措施。前者要求设计出

脉动值在允许范围内的管道系统，后者则是对于已经存在有较大的压

力脉动的管道采取适当的消振措施。本文研究峰值分散技术和蓄能器

的消振作用。

本文讨论了峰值分散技术对多联隔膜泵流体脉动的消减作用。在

分析单联隔膜泵流量脉动及压力脉动产生原因的前提下，论述了多联

隔膜泵向同一管路输送固液两相流介质时产生峰值叠加的原因及消

除峰值叠加的条件，给出了最优分散相角值的计算公式及软件计算判

断方法，并借助于ＭＡＴＬＡＢ大型工程计算软件编程计算，得出了多联

隔膜泵流量不均匀系数，流体脉动的消减效果较好。

蓄能器对管路流体脉动的消减比较明显。本文利用流体力学建立

了管路流体连续性方程和运动方程，考虑液体惯性影响基础上建立了

空气室以后管线中液体流量微分方程，求出液体流量的表达式，然后

通过建立蓄能器空气室的动力学模型，分析了蓄能器消振影响因素。

通过上述研究得出：对于多联隔膜泵实施最优相角分散技术是必

须的，该技术与在总管路上增加补偿装置容量来减少流体脉动的方案

相比，其消振效果更加明显。蓄能器对管路中的流体脉动消减程度与泵、空气室结构及物理参数有关。

关键词：隔膜泵，流体脉动，峰值分数，消减措施

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ＦＬＵＩＤＰＵＬＳＡＴＩＯＮＤＥＣＲＥＡＳＥＳＴＨＥＴＥＣＨＮＩＱＵＥＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦ

ＴＨＥＤＩＡＰＨＲＡＧＭｐＵＭＰＳ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

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ＩＩ

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ｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ＵｓｅｄｔｈｅＭＡＴＬＡＢｓｏｆｔｗａｒｅｔｏＰｌａｉｔｄｉｓｔａｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｗｅｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｐｌａｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｅａｋｖａｌｕｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｄｉａｐｈｒａｇｍｐｕｍｐａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍｏｍｅｎｔｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎｄａｓｙｍｍｅｔｒｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃｕｒｖｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｗｉｔｈｍｕｌｔｉ—ｕｎｉｔｐｕｍｐｓ．Ｉｔａｎａｌｙｚｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｆｌｕｉｄｐｕｌｓａｔｉｏｎｂｅｈｉｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｂｕｆｆｅｒ．Ｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｆｌｕｉｄｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙｅｑｕａｔｉｏｎａｎｄｍｏｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｕｔｉｌｉｚｉｎｇｆｌｕｉｄｍｅｃｈａｎｉｃｓ．Ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｆｌｕｓａｔａｌｌｐｏｉｎｔｓｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｈａｓｂｅｅｎｓｏｌｖｅｄｂｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｆｌｕｉｄｆｌｏｗｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｂｅｈｉｎｄａｉｒｃｈａｍｂｅｒｈａｖｅｂｅｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｆｌｕｉｄｉｎｅｒｔｉａｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅ，ｔｈｅｎｃｈａｎｇｅｄｐｕｍｐｆｌｏｗｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｔｏＦｏｕｒｉｅｒｓｅｒｉｅｓｔｙｐｅａｎｄｓｏｌｖｅｄｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｆｌｕｉｄｆｌｕｘＩｔａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｏｆａｉｒｃｈａｍｂｅｒｂｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｉｔ’ｓｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌ．

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ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｄｉａｐｈｒａｇｍｐｕｍｐ，ｆｌｕｉｄｐｕｌｓａｔｉｏｎ．

ｐｅａｋｖａｌｕｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，ｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅ

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第一章、绪论

１．１前言

随着我国工业化进程的加快，未来我国对能源的需求将呈强劲增长态势。在我国的能源资源中，目前探明可使用的煤的储量为２亿吨，预计可使用５００～７００年。而石油探明可使用的储量则仅够使用２０～３０年。在未来的几十年内，我国石油的供需缺口将越来越大。这种情况一方面会制约我国进出口贸易和外汇平衡，另一方面对我国的经济安全也将产生重大影响。在国家大力发展的洁净煤燃烧技术的倡导下，为缓解我国石油进口压力，保持国民经济的持续发展，保障能源与经济安全，亟需从我国经济发展全局出发，结合我国煤多油少的实际情况和经济条件，寻求行之有效的燃油替代技术，水煤浆是一种很好的代油燃料。

正是在这种背景下，为了节约能源提高产品竞争力，巨化集团的合成氨厂引进了德国的ＦＥＬＵＷＡ公司生产的往复式活塞隔膜泵。该设备是造气车间的关键设备，为了降低产品成本和加快国外备件国产化的步伐，拟与我校合作，对进口油气化高压隔膜泵进行国产化设计。总经费３万元，合作单位为巨化集团公司合成氨厂，将于２００５年１２月完成，本人在该项目中为项目负责人。

１．２隔膜泵简介

１．２．１隔膜泵的分类

隔膜泵是指在泵的的液力端设一隔膜，其周边紧固呈静密封，由它把输送介质与作用于隔膜且使其不断循环弯曲变形的机械或工作介质隔开，使输送介质既不外漏也不与其作用动力部分混合的一种无泄漏泵。隔膜形状有薄板圆形，筒状或波纹管状等；其材料可以是非金属的，也可以是金属的。其分类如下图。常见的隔膜泵有往复式机械作用与液压作用隔膜泵。液压作用计量泵，直动对置式机械作用隔膜泵，回转式环形隔膜泵等。本文研究对象是单缸双作用软管隔膜泵。电动机驱动ｆ：三二簇｛麓

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１．２．２隔膜泵的工作原理

图１－２软管隔膜泵工作原理图

如图ｌ一２所示软管隔膜泵借助于电动机带动减速齿轮箱中大齿轮的旋转运动，由安装在大齿轮上的曲轴连杆机构转变成动力端活塞的往复运动。往复运动的活塞会使液压驱动液产生一定的体积变化。液压驱动液使平隔膜产生凹凸变形，驱动平隔膜与软管隔膜间的二次液压驱动液。二次液压液将这一运动传递给软管隔膜。平隔膜和软管隔膜间的驱动液可以是任何一种与所输送的流体兼容的不可压缩和不发泡的液体。而该泵在设计上使输送介质的流通通道是直线形的，介质从进口管路通过单向止逆阀，进入软管隔膜，受到软管隔膜挤压后，通过单向止逆阀迸入出口管路，体现了ＦＥＩ，ＵＷＡ软管隔膜泵设计上的一个显著的特点是被输送的流体仅与软管隔膜的内侧和阀门相接触。它可以在高流量和最低磨损的条件下，处理诸如浆料等粘度非常高、并呈两相流状态的介质和其他强腐蚀性化学品。如果平隔膜与软管隔膜使用同一材料，那么软管一旦破裂（此时配置的电导率检测装置可有声和或光报警信号发出），被输送的液体仅与软管腔和平隔膜相接触，而不与液压系统（活塞密封、活塞杆密封，液压缸、安全阀）相接触。该泵仍能以传统隔膜泵那样可靠地继续操作，直至有计划停车检修准备为止。１．２．３隔膜泵的结构

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一台完整的往复式活塞隔膜泵系统由传动系统、动力端、液力端、液压辅助

系统、进出口压力流量稳定系统、ＰＬＣ集控系统和消振装置组成。结构形式有液压活塞单双作用、液压缸数、活塞的立卧式运动。隔膜泵的结构形式一般以双缸双作用卧式、三缸单作用卧式、多缸单作用立式等较为平常。

输送介质性质包括输送介质的密度、粒度、粘度、酸碱度、磨蚀性、温度和重量浓度等指标。隔膜泵的核心技术由隔膜技术、活塞密封技术、自动化控制技术组成。

隔膜寿命受三方面因素制约。一是隔膜的受力状态，要使受力仅受产生弯曲变形；二是隔膜的几何尺寸，防止应力集中保证密封可靠；三是隔膜的材质。隔膜的最佳力学模型是无力矩薄膜受力假设，只受弯曲不拉伸变形，避免产生…Ｓ’变形。在泵设计中采用三种措施来加强隔膜：（１）合理进行隔膜室的腔设计，减

少隔膜运动变形时液压液的冲刷磨蚀，（２）在隔膜中心加设拉杆和补强板，避免…Ｓ变形和鼓胀破坏，（３）通过检测补油情况，进行补油，利用强制补、排油

措施来避免。

由于隔膜泵的往复运动，决定了其输出的瞬时流量是随时间按三角函数关系脉动变化，致使吸人、排出压力波动，不过吸人压力的波动小于排出压力的波动。必须进行压力补偿，来确保进口、出口管路压力的稳定。采用脉冲缓冲罐（蓄能器）可以对管路流体脉动作用缓冲。蓄能器是往复泵液力系统的重要组成部分，主要用来衰减泵排出管路中流量脉动。蓄能器后管线中的压力脉动是经蓄能器衰减后的流量脉动残存量引起。

１．２．４隔膜泵的应用

隔膜泵是在往复式活塞泵的基础上，增加隔膜室演变而来，其工作原理及基本结构早在１９５８年就有法国学者Ｂａｌｌｕ提出，并申请了专利。由于Ｂａｌｌｕ提出的隔膜泵技术综合了活塞泵输出压力高、坚固耐用和隔膜室结构简单、耐腐蚀等优点，又克服了活塞泵密封件易磨损和隔膜室本身无动力源的不足，很快被人们接受，在欧洲工业发达国家进行工业化研制。到二十世纪歧视年代末，荷兰ＨＯＬＴＨＵＴＳ公司创立了一套先进完善的检测控制技术，使隔膜泵的设计理论、控制方法产生了突破性的变化，基本解决了其核心技术成熟问题，使泵的连续运转率达到８５—９５％，运行成本仅为同介质输送其他形式泵的１／６。从此隔膜泵在工业

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领域得到广泛应用。

由于隔膜泵可以高效、可靠地输送化学和机械侵蚀性、浓度各异的浆料或膏状物及高精度的流体，而且流体中于固物体的含量可高达８０％，所以被广泛的用于矿山精选、冶金烧结尾矿和污水处理中污泥的输送，而且是长距离高扬程的输送；食品喷雾干燥；电力、化工、建材企业中高磨蚀性液固两相浆料（水煤浆）的高扬程输送。水煤浆技术包括水煤浆制备、储运、燃烧等关键技术，是一项涉及多门学科的系统技术。水煤浆具有燃烧效率高，污染物排放低等特点，可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油、在矿区用中高灰煤浆替代优质煤燃烧，亦可作为气化原料，用于生产合成氨、合成甲醇等。水煤浆技术是我国现阶段成熟的可以推广的一项代油、环保、节能技术。发展水煤浆技术，用煤制取清洁燃料，以煤代油，是我国能源长期稳定发展的战略和现实选择。

ｌ。３隔膜泵脉动

１．３．１脉动产生的原因“１

（１）容积式往复泵由于固有的几何学上的周期变化，瞬时流量是脉动的（如外啮合齿轮泵的流量脉动率达２７％），由此引起压力的脉动。交变的脉动流量和压力以波的方式传递。这是管路内产生流量和压力脉动的主要原因。

（２）直管或弯曲的管路以及液压元件中混入空气时，液体由于可压缩性增加产生较大的弹性变形而存在波动。当空气和液体被压缩使压力增大时，管道则因弹性变形而容积增大，被一定量的液体补人后，当供液压力能够克服执行元件的静磨擦阻力时，执行元件开始启动，管内压力又迅速降低，供液量减小，执行元件的速度变慢。由于往复泵不断向管内供压力液体，空气和液体被压缩，压力又升高执行元件又开始向前冲行。如此周而复始，形成压力波在管中振荡。

（３）与管道串联或并联的控制阀在阻尼孑Ｌ或节流口被污物堵塞或者液压元件内零件磨损严重使磨擦阻力发生了变化时以及不恒定的外载等，均导致管内液阻发生变化，造成流量和压力脉动。如节流阀的节流口较小时，由于杂质很容易附着在节流口处，使液体通过阀口时的流量减小，液阻和压力损失增大。压力脉动又将污物从节流口处冲走，使通过节流口处的流量又增大，液阻和压力损失又减小。如此反复循环，引起管内流量和压力剧烈波动。

（４）换向阀迅速换向或执行元件迅速停止或变速时，液体流速急速改变，但管

（ｂ）蓄能器气囊的刚度较低，其膨胀收缩时的刚度变化不大，对管路流体脉动压力衰减的频率范围较窄（即低频衰减效果较好），故可拓宽膨胀腔体的刚度变化范围，以求管路流体脉动压力衰减的频率范围扩大。

《ｃ）研制的管路消振器必须能同时衰减管

路机械振动和流体脉动，因此，管路消振器

必须在轴向与径向可产生弹性变形。

图１－４所示为管路流体脉动消振器的简

化模型，腔体外壳为刚体，腔体内壁为弹性

壁，其腔体的体积随着流体脉动压力的变化

而发生变化，以吸收不可压缩流体脉动压力，图ｉ－４管路消振器的简化模型腔体两端为插入管。

（４）机械式消波装置的消波作用【１４】

机械式消波装置在不少方面得到应用，有些文献中也介绍了双喷嘴、缝隙、筛管对流以及喷嘴回流消除液体波动方面的作用。认为上述机械消波方式都有一定的消波效果，不仅可以在一定程度上减小低频压力不均度值，尤其明显的是，将会使高频压力不均度值大幅度地降低。这种现象，无论是机械式单独消波或是机械式与空气包联合消波，都能明显地看到。认识到这一点，对于正确设计和使用往复泵的消波装置是有意义的。特别是对于输送非磨励性液体的往复泵，加装机械式消波装置，将能大幅度减小空气包的体积和质量，提高消波性能。

１．４本论文的目的、意义和内容

１．４．１目的意义

往复泵在运转过程中，由于吸入和排出的间断性以及活塞的变速运动，使管路中的液流压力和流量呈周期性变化，这种现象称为液流的压力脉动，尤其当排出压力的变化频率与排出管路的固有振动频率（简称固有频率）相等或成倍数时，会引起管道系统的共振，同时使泵的原动机负荷不均，出现容积效率降低，功率消耗增加，阀工况变坏。直接缩短往复泵的使用寿命。管系的共振还会导致管道和管架的疲劳破坏，诱发建筑物振动与噪音以及管道与附件设备松动。所以有必要对往复泵流体脉动规律进行研究，并采用有效措施消减流体脉动，从而减少或消除管道振动。本文主要研究用蓄能器（空气包）降低管路流体脉动的性能特性。

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１．４．２论文的研究内容

（１）通过对软管隔膜泵工作原理的分析建立隔膜泵液缸内进、排液过程的压力方程，并根据液缸内进、排液过程的压力变化，进行隔膜在吸液过程结束和排液过程结束时的受力分析，研究理论上保证隔膜长期安全使用的条件。

（２）提出了峰值分散技术的概念，在分析单台往复泵流量脉动及压力脉动产生原因的前提下，论述了多台泵向同一管路输送水煤浆时产生峰值叠加的原因及消除峰值叠加的条件，给出了最优分散相角值及软件计算判断方法及公式。

（３）往复活塞式隔膜泵因其结构简单、造价低廉、耐腐蚀能力强、能短期脱水运转等特点而在工农业中得到广泛应用。但由于往复泵的吸、排液过程不连续，导致泵系统产生流量和压力脉动，严重地影响了泵的使用寿命。

国内学者通过对现有泵进行大量的试验，来提高其性能。可以看出，对泵的流量、压力脉动的研究仅采用试验方法是不够的，因为影响流量、压力脉动参数很多，其中包括泵的转速、活塞的面积和行程、吸排液管的管长和管径、管道中的波速及一些边界条件等，而且描述有压管道内液流流动状态的基本方程（连续性方程和运动方程）是两个准线性双曲型偏微分方程，要求出这组偏微分方程的通解是极其困难的，采用有限差分法求解较方便，称为特征线法，这是目前应用最广泛、最有效的瞬变流数值计算方法。同时研究空气室的容积、充气压力以及管道直径对流体脉动的消减作用。

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第二章、隔膜泵流量分析

隔膜泵由于固有的几何学上的周期变化，瞬时流量是脉动的，由此引起压力

的脉动。由压力脉动引起管道振动，其消减问题可以从两方面来解决：一是合理设计管道系统的各项结构参数，二是现场采取适当的减振措施。前者要求设计出脉动值在允许范围内的管道系统，后者则是对于已经存在有较大的压力脉动的管道采取适当的消减措施，达到保证安全生产的目的。可以根据不同情况，设置蓄能器或调整蓄能器在系统中的位置。现场使用中泵的瞬时流量并不等于理论计算的瞬时流量，因为工作腔中存在着容积损失及吸入充满度。影响吸入充满度的因素较多，也比较复杂并且毫无规律可循。当排出管路的阻力不是太大时，容积损失主要由阀门的滞后引起的。进口压力、粘度、球阀的开启高度、以及管道流速对球阀滞后角都有影响。比如采用弹簧式球阀，可改善球阀滞后问题。

２．１隔膜泵的理论流量计算

由已知泵的输出流量Ｑ＝１２ｍ３／ｈ＝２００Ｌ／ｍｉｎ，而从往复泵设计书中查得泵的理论流量计算公式‘¨’：Ｑ＝ＡｎＳＺ骗÷如），

式中Ｑ。——泵的理论流量，单位：Ｌｍ。

Ａ——活塞的截面积，单位：ｍ２

Ｓ——活塞的行程长度，单位：ｍ

ｎ——曲柄转速（活塞的冲次），单位：ｔａｄ／ｒａｉｎ

ｚ——活塞的缸数

Ｋｌ２——系数

活塞的直径Ｄ＝１５０ｍｍ，活塞杆的直径ｄｌ＝５０ｒａｍ，控制缓冲器压力的活塞直

径ｄ２＝４０ｍｍ。

胁：譬：掣。：叫仁ｚ～∽小㈡厶９ｃｚ＿ｚ，

９

铲ｔ一∽小㈥‰?Ｑ，＝ＡｎＳＺ（ｋｌ＋ｋ２）（２—３）（２—４）

行程容积：活塞在一次排出或吸人过程中扫过的工作腔容积。

∥＝ｋｌＡＳ＝ｏ．８９＋ｏ．０１７６６＋ｏ．１３５＝２．１７Ｌ（２＿５）Ｋ”＝女２ｌＡＳ＝Ｏ，９１＋Ｏ．０１７６６＋０．１３５＝２．１３Ｌ（２—６）

式中形——活塞杆侧的工作腔的行程容积

ｙ。”——压缩气体侧的工作腔的行程容积

２．２隔膜泵的瞬时流量

２．２．１隔膜泵活塞的运动规律１１５Ｉ

曲柄泵传动机构示意图如图２。１。以Ｘ表示活塞位移，以远离曲柄旋转中心为正，用Ⅷ表示曲柄转角。

ｒ——曲柄半径，单位：ｍ；Ｌ——连杆长度，单位：ｍ；＾——连杆比，＾：ｒ／Ｌ．ｎ——曲柄转速；ｕ——曲柄角速；ｕ＝ｎｎ／３０；ｅ——连杆夹角。

活塞位移ｘ＝ｘ：一ｘ，

＝ＦＣＯＳｌｐｒ＋ＬｃｏｓＯ一（，＋上）

：ｒ（ｃｏｓｙ一１）＋上ｌ』Ｅ二ｊ碉一１Ｊ（２－－７）因为ｓｉｎ０＝ｓｉｎｌ／ｔ，而１一形ｓｉｎ２ｖ＝１。

ｕ＝篆＝一，∞［ｓｉｎｙ＋丽）ｌ，ｓｉｎ２９ｔ＿］

一弋／一．－甲＋丁Ｉｓｉｎ２妒］（２＿８）泸ｄ西ｕ＝－ｒｅ。２（ｃｏｓｙ＋一，１ｃｏｓ２Ｖ］ｃｚ呻，式中ａ——活塞的加速度，单位：ｍ／ｓ２

令羔＝…＝－（ｓ．ｍｖ，＋竽）（２－－１０，

一ｓｉｎＮ＋］

未＝喇一（ｃｏｓｙ＋Ｔｃｏｓ２１Ｖ］ｃ卜Ⅲ

一（ｃｏｓｖ＋。。］

在不考虑任何容积损失的前提下，泵在每一瞬间排出或吸人的流量称为理论瞬时流量，简称瞬时流量。显然，每个工作腔的瞬时流量在数值上应等于工作腔容积的变化率，但符号相反。在双作用泵中，活塞两侧的工作腔，一个腔吸人时另一腔排出，曲轴旋转一次，吸人和排出各两次。

设活塞在ｄｔ时间内的位移为ｄｘ，则在ｄｔ的时间内工作腔内容积变化量ｄｖ警刊鲁刊西妙）（２－－１２）令泵的瞬时流量为ｑ

ｆ—Ａｒｒｇｋｌ巾妙）沙∈［ｏ，／＇ｇ】

ｑ２＝｛（２—１３）ＩＡｒｇｏｋ，垂（ｕ）ｌｆ，∈阮，２疗１

浙ｆｆ．＿３２业大学硕士学位论文

图２－３后置缓冲罐１瞬时流量曲线图

图２－４后置缓冲罐２瞬时流量曲线图

２．２．３隔膜泵的平均流量ｑ。

泵的平均流量ｑ。是通过对泵的瞬时流量曲线的积分求的它的平均流量。旷去∽爿ｒ十”ｓｉｎ…２１１』ｌ＇１＋Ｊ］４ｋｚＡｒｏＪｈｎ”ｓｉｎ。：２ｙ）川］）㈣！由于连杆比很小，我们可以忽略堕警这一项，则ｑｍ＝半

２．２．４隔膜泵的理论吸、排管流速

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铲鲁＝暑（２－－１６，圹笔＝鬟（２－－１７，“．——吸入管子的流速

“，——排出管子的流速

ｄｌ——吸入管子的内径

ｄ，——排出管子的内径

驴孕：要：竺：０５∽／，）

‘

４蒯２Ｉ３．１４ｘ０．１２、。

圹孕：孥：ｊ等ｊ：２幻／。）

‘

＾，ｒｄ２２３．１４×Ｏ．０５２、７

２．３球阀滞后角对流量的影响

２．３．１球阀的特点

球阀是由旋塞演变而来的，他的启闭件为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转９０实现开启和关闭的目的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成ｖ形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。

球阀不仅结构简单、密封性好，而且在一定的公称通径范围里体积交小、质量轻、材料耗用少，并且驱动力矩小，操作简单、易实现快速启闭，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。特别是在美日德法意西英等工业发达国家，球阀的使用非常Ｊ。泛，能以及一阀多功能方向发展，其可靠性几其他性能指标均达到较高水平，并已部分取代闸阀、截止阀、节流阀。随着球阀的技术进步，在可以预见的短时间内，特别是在石油天然气管线上、炼油裂解装置上以及核工业上将有更广泛的应用。此外，在其他工业中的大中型口径、中低压力领域，球阀也将会成为主导的阀门类型之一。

２．３．２球阀适用范围

由于球阀通常用橡胶、尼龙和聚四氟乙烯作为阀座密封圈材料，因此它的使用温度受阀座密封圈材料的限制。球阀的截止作用是靠金属球体在介质的作用

浙江工业大学硕士学位论文

下，与塑料筏座之间相互压紧来完成的（浮动球球阀）。阀座密封圈在一定的接触压力作用下，局部地区发生弹性塑性变形。这一变形可以补偿球体的制造精度和表面粗糙度。保证球阀的密封性能。

又由于球阀的阀座密封圈通常采用塑料制成，故在选择球阀的结构性能上，要考虑球阀的耐火和防火，特别是在石油、化工、冶金等部门，在易燃、易爆介质的设备和管路系统中使用球阀，更应注意耐火和防火。

通常，在双位调节、密封性能严格、泥浆、磨损、缩口通道、启闭动作迅速（ｉ１４转启闭）、高压截止（压差大）、低噪声、有气穴和气化现象、向大气少量渗漏，操作力距小、流体阻力小发管路系统中，推荐使用球阀。

球阀也适用于轻型结构、低压截止（压差小）、腐蚀性介质的管路系统。

在低温（深冷）装置和管路系统中也可选用球阀。

在冶金行业的氧气管线中，需使用进过严格脱脂处理的球阀。

在输油管线和输气管线中的主要线需埋设在地下时，需使用全通径焊接式球阀。

在要求具有调节性能时，需选用带ｖ形口的专用结构球阀。

在石油、石油化工、化工、电力、城市建设中，工作温度在２００。ｃ以上的管路系统可选用金属密封的球阀。

２．３．３球阀的选用原则

（１）石油、天然气的输送主管线，需要清扫管线的，又需要设在地下的，选用全焊接结构的球阀埋设地上的，选则全通径焊接连接或法兰连接的球阀；支管，选用法兰连接、焊接连接，全通径或缩径的球阀。

（２）成品油输送管线和贮存没备选用法兰连接的球阎。

（３）城市煤气和天然气的管线上，选用法兰连接和内螺纹连接的浮动球球阀。

（４）冶金系统中氧气管路系统和装置上，宜选用经过严格脱脂处理，法兰连接的固定球阀。

（５）低温介质的管路系统和装置上，宜选用加上｝困盖的低温球阀。

（６）炼油装置的催化裂化装置的管路系统上，可选用加上升降杆式球阀。

（７）化工系统的酸碱等腐蚀介质的装置和管路系统中，宣选用奥氏提不锈

八年级物理下册 第十章《流体的力现象》复习教案 教科版

第十章流体的力现象 一、复习目标 1. 在流体中运动 2. 认识浮力 二. 重点、难点： 1. 知道流体的压强与流速的关系 2. 了解飞机的升力是怎样产生的 3. 通过观察认识浮力的存在 4. 学会用弹簧测力计测量浮力的大小 三. 知识点分析： 鸟儿能在天空中翱翔，依据鸟的原理而设计的滑翔机大家听说过吗？你知道第一个设计滑翔机的人是谁吗？在1891年，德国的奥托·李林达尔模仿仙鹤的翅膀形状，设计和制造了第一架滑翔机，实现了飞行的梦想，鸟翼向上运动，肯定是有一个力作用在它上面了，而这个力呢，由于它有提升物体的作用，所以我们把它叫做“升力”。 这个升力是怎样产生的呢？让我们来追溯一下历史：早在1738年，伯努利就发现了流体压强与流速的关系，这不仅解开了鸟儿在天空翱翔的奥秘，也成了人类打开空中旅行大门的钥匙。 （一）流体压强与流速的关系 1. 流体：液体和气体有很强的流动性，统称为流体。 2. 流体压强与流速的关系： 实验探究：作如下几个实验，（1）把一纸条放在嘴边，用力从纸条上方吹气，会看到纸条飘起来。说明纸条上方的压强比下方小；纸条上方的流速大、压强却小。（2）在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可以跳起来。（3）在两张纸的中间向下吹气，两张纸将靠在一起。 以上几个实验现象的产生原因，我们可以得到结论： （1）流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，这个规律叫伯努利原理。伯努利原理对流动的气体和液体都适用。 （2）应用：如飞机的升力、鸟的升力、在海洋中，企鹅、海豚、鳐鱼、深水飞机。 （二）飞机的升力原理 （1）笨重的飞机能够升空，与机翼的形状有关系。根据气体压强与流速的关系，为了使飞机受到向上的升力，人们把机翼做成类似飞翔的鸟的翅膀形状；向上凸起。 当气流迎面吹来时，由于相同的时间内机翼上方气流要经过的路程大于机翼下方气流经过的路程，因此下方气流速度小，压强大；上方气流速度大，压强小。机翼的上下表面受到

流体力学的发展现状

流体力学的发展和现状 作为物理的一部分，流体力学在很早以前就得到发展。在19世纪，流体力学沿着两个方面发展，一方面，将流体视为无粘性的，有一大批有名的力学数学家从事理论研究，对数学物理方法和复变函数的发展，起了相当重要的作用; 另一方面，由于灌溉、给排水、造船，及各种工业中管道流体输运的需要，使得工程流体力学，特别是水力学得到高度发展。将二者统一起来的关键是本世纪初边界层理论的提出，其中心思想是在大部分区域，因流体粘性起的作用很小，流体确实可以看成是无粘的。这样，很多理想流体力学理论就有了应用的地方。但在邻近物体表面附近的一薄层中，粘性起着重要的作用而不能忽略。边界层理论则提供了一个将这两个区域结合起来的理论框架。边界层这样一个现在看来是显而易见的现象，是德国的普朗特在水槽中直接观察到的。这虽也是很多人可以观察到的，却未引起重视，普朗特的重大贡献就在于他提出了处理这种把两个物理机制不同的区域结合起来的理论方法。这一理论提出后，在经过约10年的时间，奠定了近代流体力学的基础。 流体力学又是很多工业的基础。最突出的例子是航空航天工业。可以毫不夸大地说，没有流体力学的发展，就没有今天的航空航天技术。当然，航空航天工业的需要，也是流体力学，特别是空气动力学发展的最重要的推动力。就以亚音速的民航机为例，如果坐在一架波音747飞机上，想一下这种有400多人坐在其中，总重量超过300吨，总的长宽有大半个足球场大的飞机，竟是由比鸿毛还轻的空气支托着，这是任何人都不能不惊叹流体力学的成就。更不用说今后会将出现更大、飞行速度更快的飞机。 同样，也不可能想象，没有流体力学的发展，能设计制造排水量超过50万吨的船舶，能建造长江三峡水利工程这种超大规模工程，能设计90万kW汽轮机组，能建造每台价值超过10亿美元的海上采油平台，能进行气候的中长期预报，等等。甚至天文上观测到的一些宇宙现象，如星系螺旋结构形成的机理，也通过流体力学中形成的理论得到了解释。近年来从流体力学的角度对鱼类游动原理的研究，发现了采用只是摆动尾部（指身体大部不动）来产生推进力的鱼类，最好的尾型应该是细长的月牙型。这正是经过几亿年进化而形成的鲨鱼和鲸鱼的尾型，而这些鱼类的游动能力在鱼类中是最好的。这就为生物学进化方面提供了说明，引起了生物学家的很大兴趣。 所以很明显，流体力学研究，既对整个科学的发展起了重要的作用，又对很多与国计民生有关的工业和工程，起着不可缺少的作用。它既有基础学科的性质，又有很强的应用性，是工程科学或技术科学的重要组成部分。今后流体力学的发展仍应二者并重。 本世纪的流体力学取得多方面的重大进展，特别是在本世纪下半叶，由于实验测试技术、数值计算手段和分析方法上的进步，在多种非线性流动以及力学和其他物理、化学效应相耦合的流动等方面呈现了丰富多采的发展态势。 在实验方面，已经建立了适合于研究不同马赫数、雷诺数范围典型流动的风洞、激波管、弹道靶以及水槽、水洞、转盘等实验设备，发展了热线技术、激光技术、超声技术和速度、温度、浓度及涡度的测量技术，流动显示和数字化技术的迅猛发展使得大量数据采集、处理和分析成为可能，为提供新现象和验证新理论创造了条件。 流体力学是在人类同自然界作斗争，在长期的生产实践中，逐步发展起来的。早在几千年前，劳动人民为了生存，修水利，除水害，在治河防洪，农田灌溉，河道航运，水能利用等方面总结了丰富的经验。我国秦代李冰父子根据“深淘滩，低作堰”的工程经验，修建设计的四川都江堰工程具有相当高的科学水平，反映出当时人们对明渠流和堰流的认识已经达

八年级物理下册第十章流体的力现象学案教科版

第十章流体的力现象 （一）知识要点 一、流体的压强与流速的关系： 1、流体：把具有流动性的液体和气体统称流体。 2、伯努利原理：流体在流速大的地方压强小，流体在流速小的地方压强大。 3、飞机升力产生的原因：空气对飞机机翼上下表面产生压力差。 4、飞机升力产生的过程：机翼形状上下表面不对称(上凸)，使上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，因此在机翼上下表面形成了压强差，从而形成压力差，这样就形成了升力。 二、浮力： 1、浮力的定义：浸在液体（气体）中的物体受到的液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。 2、浮力方向：竖直向上。 3、施力物体：所浸入的流体（液体或气体）。 （注意：当问题受到浮力时，他同时对流体也有方向相反、大小相等的相互作用力） 4、产生原因（实质）：液（气）体对物体向上、向下的压力不等：向上的压力大于向下的压力，存在着压力差，这个压力差就是浮力。 浮力的实质就是流体对物体向上、向下的压力差。即： F浮 = F向上－ F向下 （注意：这也是确定浮力大小的一种方法。但这种方法一般只适用于具有规则几何外形的物体） 5、浮力大小的测定：常用称重法，即： （1）用测力计测出物体在空气中的重G物； （2）将物体浸入液体中，读出测力计的读数G视； （3）计算出浮力的大小：F浮 = G物－ G视 ( 此法称之为称重法或实验法，也是确定浮力大小的一种方法。但这种方法一般只适用于物体密度不小于液体密度这类情况。 若物体密度小于液体密度时，则应用配重法： （1）在物体下端再悬吊一密度对于液体密度的物体，并挂在测力计下边（要求所吊配重物能使二物体能全部浸入液体中）； （2）先将配重物浸入液体中（只浸没配重物），读出测力计读数F1 ； （3）再将被测物也浸入液体中，读出测力计读数F2 ； （4）计算出被测物所受浮力的大小：F浮 = F1 － F2 。）

201X春八年级物理下册 第十章《流体的力现象》单元检测卷 (新版)教科版

第十章检测卷 时间：45分钟满分：100分 题号一二三四总分 得分 一、选择题(共10小题，每小题3分，共30分，其中1～8小题每小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的；9～10两小题有一个或一个以上的选项正确，全选对的得3分，选对但选不全的得1分，有错选或不选的得0分) 1．火车站站台上标有一条安全线，乘客必须站在安全线之外候车，是为了避免乘客被“吸”向列车的事故发生。这是因为列车进站时车体附近( ) A．空气流速大，压强小B．空气流速大，压强大 C．空气流速小，压强大D．空气流速小，压强小 2．下列物体没有受到浮力作用的是( ) A．漂在水中的树叶B．在蓝天飞翔的老鹰 C．深海潜游的鲸鱼D．遨游太空的天宫二号 3．把体积为2×10－3m3、重为12N的物块放入水中，当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)( ) A．漂浮F浮＝20N B．漂浮F浮＝12N C．沉底F浮＝20N D．沉底F浮＝12N 4．有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神。如图所示，“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成，两者之间由一根线连接。正常游泳时，连接线是松弛的，气囊漂浮着，跟人如影相随。在体力不支等情况下，可将气囊压入水中，防止人下沉，在此情况下( ) A．人的重力减小了 B．人所受的重力方向改变了 C．气囊排开水的体积变小了

D ．气囊受到的浮力变大了 5．将质量为0.5kg 的物体，轻轻放入盛满清水的溢水杯中，溢出0.2kg 的水，则此物体受到的浮力是(g 取10N/kg)( ) A ．5N B ．0.5N C ．2N D ．0.2N 6．浸没在水中质量相等的实心铝球和铜球(已知ρ铝＜ρ铜)，它们所受浮力的大小关系为 ( ) A ．铜球大 B ．铝球大 C ．大小相等 D ．无法确定 7．三个体积相同的铜球、铁球、木球投入水中静止时，如图所示。则哪个球一定是空心的( ) A ．木球 B ．铁球 C ．铜球 D ．都不是空心的 8．如图所示，将盛有适量水的容器放在水平桌面上，然后把系在弹簧测力计下的铁块慢慢地浸入水中(水未溢出)，观察铁块从刚开始浸入水中到完全浸在水中的实验现象，并对一些物理量做出了如下判断：①铁块受到的浮力变大；②弹簧测力计的示数变小；③桌面受到的压力变大；④水对容器底部的压强变大。其中正确的是( ) A ．①② B．①②③ C ．①②③④ D．①②④ 9．如图所示，把一小球先后放入盛有不同液体的甲、乙两个容器中，在甲容器中小球漂浮在液面上，在乙容器中小球加速下沉到容器底部。已知：小球在甲容器中受到的浮力为F 1，小球在乙容器中受到的浮力为F 2，甲容器中的液体密度为ρ1，乙容器中的液体密度为ρ2，则下列判断正确的是( ) 第8题图第9题图

我对流体力学的认识

我对流体力学的认识 摘要：通过对流体力学这门课程的学习，我了解了流体力学的相关知识，包括：概念，基本假设，研究方法，未来展望等。 关键字：流体力学概述基本假设研究方法 流体力学概述 流体力学是研究流体的平衡和流体的机械运动规律及其在工程实际中应用的一门学科。是力学的一个重要分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。在生活、环保、科学技术及工程中具有重要的应用价值。 流体力学中研究得最多的流体是水和空气。它的主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律，常常还要用到热力学知识，有时还用到宏观电动力学的基本定律、本构方程和物理学、化学的基础知识。 1738年伯努利出版他的专著时，首先采用了水动力学这个名词并作为书名；1880年前后出现了空气动力学这个名词；1935年以后，人们概括了这两方面的知识，建立了统一的体系，统称为流体力学。 除水和空气以外，流体还指作为汽轮机工作介质的水蒸气、润滑油、地下石油、含泥沙的江水、血液、超高压作用下的金属和燃烧后产生成分复杂的气体、高温条件下的等离子体等等。 气象、水利的研究，船舶、飞行器、叶轮机械和核电站的设计及其运行，可燃气体或炸药的爆炸，以及天体物理的若干问题等等，都广泛地用到流体力学知识。许多现代科学技术所关心的问题既受流体

力学的指导，同时也促进了它不断地发展。1950年后，电子计算机的发展又给予流体力学以极大的推动。 流体力学的基本假设 流体力学有一些基本假设，基本假设以方程的形式表示。流体力学假设所有流体满足以下的假设： （1）质量守恒 （2）动量守恒 （3）连续体假设 在流体力学中常会假设流体是不可压缩流体，也就是流体的密度为一定值。液体可以算是不可压缩流体，气体则不是。有时也会假设流体的黏度为零，此时流体即为非粘性流体。气体常常可视为非粘性流体。若流体黏度不为零，而且流体被容器包围（如管子），则在边界处流体的速度为零。 流体力学既包含自然科学的基础理论，又涉及工程技术科学方面的应用。此外，如从流体作用力的角度，则可分为流体静力学、流体运动学和流体动力学；从对不同“力学模型”的研究来分，则有理想流体动力学、粘性流体动力学、不可压缩流体动力学、可压缩流体动力学和非牛顿流体力学等。 流体力学的研究方法 进行流体力学的研究可以分为现场观测、实验室模拟、理论分析、数值计算四个方面： 现场观测是对自然界固有的流动现象或已有工程的全尺寸流动

曲线坐标系下流体力学基本方程组的推导

一、曲线坐标系下连续性方程的推导 曲线坐标系下流体力学基本方程组的推导 一、曲线坐标系下连续性方程的推导 首先对有限体积内的质量运动运用拉格朗日观点并根据质量守恒定律推导与坐标系选取无关的微分形式的连续性方程： 质量守恒定律告诉我们，同一流体的质量在运动过程中不生不灭。 在流体中取由一定流体质点组成的物质体，其体积为τ，质量为m ，则 m τ ρδτ=? ()1.1 为了与随体符号d 区别开来，这里用δ来表示对坐标的微分。 根据质量守恒定律，下式在任一时刻都成立 ()0dm d dt dt τ ρδτ==? ()1.2 根据公式： ( ) ()d div dt t ττ??δτ?δτ??? =+ ???? ??v ()1.3，得 ( ) ()0dm d div dt dt t ττρρδτρδτ??? ==+= ???? ??v ()1.4 因τ是任意取的，且假定被积函数连续，由此推出被积函数恒为0，于是有： ()0div t ρ ρ?+=?v ()1.5 ()1.5式就是与坐标系选取无关的微分形式的连续性方程。下面将写出它在曲线坐标下 的形式。 因为()()()1232313121231231 a H H a H H a H H div H H H q q q ?????= ++??????? a ()1.6 所以()()()()1232313121231231 v H H v H H v H H div H H H q q q ρρρρ?????= ++??????? v ()1.7 将()1.7式代入()1.4得到曲线坐标下连续性方程的形式为： ()()()1232313121231231 0v H H v H H v H H t H H H q q q ρρρρ??????+++=???????? ()1.8

管内流体流动现象

第一章流体流动 §3 管内流体流动现象 本节重点：牛顿粘性定律、层流与湍流的比较。 一、流体的粘度 （一）、牛顿粘性定律 流体的典型特征是具有流动性，但不同流体的流动性能不同，这主要是因为流体内部质点间作相对运动时存在不同的内摩擦力。这种表明流体流动时产生内摩擦力的特性称为粘性。流体的粘性越大，其流动性越小。流体的粘性是流体产生流动阻力的根源。 如图1-23 所示，设有上、下两 块面积很大且相距很近的平行平 板，板间充满某种静止液体。若将 下板固定，而对上板施加一个恒定 的外力，上板就以恒定速度u沿x方向运动。若u较小，则两板间的液体就会分成无数平行的薄层而向右运动，粘附在上板底面下的一薄层流体以速度u随上板运动，其以下各层液体的速度依次降低，紧贴在下板表面的一层液体，因粘附在静止的下板上, 其速度为零，两平板间流速呈线性变化。对任意相邻两层流体来说，上层速度较大，下层速度较小，前者对后者起带动作用，而后者对前者起拖曳作用，流 体层之间的这种相互作用，是 由内摩擦力引起的，而流体的

粘性正是这种内摩擦的表现。 平行平板间的流体，流速分布为直线，而流体在圆管内流动时，速度分布呈抛物线形，如右图所示。 实验证明，对于一定的流体，内摩擦力F 与两流体层的速度差. u d 和两层间的接触面积S 成正比，与两层之间的垂直距离dy 成反比，即 dy du S F μ= 式中：F ——内摩擦力，N ； dy u d .——法向速度梯度，即在与流体流动方向相垂直的y 方向上流体速度的变化率，1/s ； μ(英文读音：mju:)——比例系数，称为流体的粘度或动力粘度，Pa·s 。 一般，单位面积上的内摩擦力称为剪应力，以τ表示，单位为Pa ，则式（1-26）变为 dy u d .μτ= （1-49） 式（1-49）称为牛顿粘性定律，表明流体层间的内摩擦力或剪应力与法向速度梯度成正比。剪应力与速度梯度的关系符合牛顿粘性定律的流体，称为牛顿型流体，包括所有气体和大多数液体；不符合牛顿粘性定律的流体称为非牛顿型流体，如高分子溶液、胶体溶液及悬浮液等。本章讨论的均为牛顿型流体。 (二) 粘度的物理意义和单位 1、粘度的物理意义 流体流动时在与流动垂直的方向上产生单位速

(完整版)第十章流体力现象浮力知识点总结

第十章流体的力现象 一、在流体中运动 1.把具有流动性的液体和气体统称流体。 2.伯努利原理：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。 3.飞机升力产生的原因：空气对飞机机翼上下表面产生的压力差。 飞机升力产生的过程：机翼形状上下表面不对称(上凸)，使上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，因此在机翼上下表面形成了压强差，从而形成压力差，这样就形成了升力。 二、浮力 1.浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。浮力方向：竖直向上施力物体：液（气）体 2.浮力产生的原因：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力。 3.阿基米德原理： (1)内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。这一原理对气体也适用。 (2)公式：F浮= G排=ρ液V排g 。从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。 【特别注意】式中ρ是谁的密度？V排一定等于物体的体积吗？ 4、浮力计算题方法总结： (1)确定研究对象，认准要研究的物体。 (2)分析物体受力情况画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。 (3)浮力的计算方法及公式： ①称量法：F浮= G－F(用弹簧测力计测浮力) ②压力差法：F浮= F向上－F向下（用浮力产生的原因求浮力） ③漂浮、悬浮时，F浮=G (二力平衡求浮力)

④F浮=G排或F浮=ρ液V排g （阿基米德原理求浮力，知道物体排开液 体的质量或体积时常用） ⑤根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用） 三、沉与浮 1、浸在液体中的物体，其沉浮由它在液体中受到的浮力F浮与其重力G物的大小关系决定： ①当__________时，物体上浮；②当__________时，物体悬浮; ③当__________时，物体漂浮；④当__________时，物体下沉。 2、浸在液体中的物体，其沉浮也可通过比较物体和液体的密度判断： ①当时，物体上浮；②当时，物体悬浮; ③当时，物体漂浮；④当时，物体下沉。 【注】悬浮与漂浮的比较： 相同点F浮= G 不同点悬浮ρ液 =ρ物；V排=V物 漂浮ρ液 <ρ物；V排

《流体力学考》考点重点知识归纳(最全)

《流体力学考》考点重点知识归纳 1.流体元：就有线尺度的流体单元，称为流体“质元”，简称流体元。流体元可看做大量流体质点构成的微小单元。 2.流体质点：（流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律） （1）流体质点无线尺度，只做平移运动 （2）流体质点不做随即热运动，只有在外力的作用下作宏观运动； （3）将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性； 3.连续性介质模型的内容：根据流体指点概念和连续介质模型，每个流体质点具有确定的宏观物理量，当流体质点位于某空间点时，若将流体质点的物理量，可以建立物理的空间连续分布函数，根据物理学基本定律，可以建立物理量满足的微分方程，用数学连续函数理论求解这些方程，可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律。 4.连续介质假设：假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质。 5.牛顿的粘性定律表明：牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比，还表明对一定的流体，作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的，而不是由速度决定的： 6.牛顿流体：动力粘度为常数的流体称为牛顿流体。 7.分子的内聚力：当两层液体做相对运动时，两层液体的分子的平均距离加大，分子间的作用力变现为吸引力，这就是分子的内聚力。 液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层，漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动，表现为内摩擦力。、 流体在固体表面的不滑移条件：分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面，随固体一起运动或静止。 8.温度对粘度的影响：温度对流体的粘度影响很大。液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度则相反，随温度的升高而增大。 压强对粘性的影响：压强的变化对粘度几乎没有什么影响，只有发生几百个大气压的变化时，粘度才有明显改变，高压时气体和液体的粘度增大。 9.描述流体运动的两种方法 拉格朗日法：拉格朗日法又称为随体法。它着眼于流体质点，跟随流体质点一起运动，记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律，跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌。 欧拉法：欧拉法又称当地法。它着眼于空间点，把流体的物理量表示为空间位置和时间的函数。空间点的物理量是指，某个时刻占据空间点的。 流体质点的物理量，不同时刻占据该空间点的流体质点不同。 10.速度场：速度场是由流体空间各个坐标点的速度矢量构成的场。速度场不仅描述速度矢量的空间分布，还可描述这种分布随时间的变化。 11.毛细现象：玻璃管内的液体在表面张力的作用下液面升高或降低的现象称为毛细现象； 12.迹线：流体质点运动的轨迹。在流场中对某一质点作标记，将其在不同时刻的所在位置点连成线就是该流体质点的迹线。 13.定常流动：流动参数不随时间变化的流动。反之，流体参数随时间变化的流动称为不定长流动。 14.流线：流线是指示某一时刻流场中各点速度矢量方向的假象曲线。

(完整版)流体力学雷诺方程的推导

主要参数R= 20mm, L=40 mm, n=1000 rpm, ε=0.3, c=2 mm. 各种流体润滑问题都涉及在狭小间隙中的流体粘性流动，描写这种物理现象的基本方程为雷诺方程，他的普遍形式是 )2(6()(22t h y h V x h U y p h y x p h x ??+??+??=????+????ρρρηρηρ） 这个椭圆形的偏微分方程仅仅对于特殊的间隙形状才可能求得解析解，而对于复杂的几何形状或者工况条件下的问题，无法用解析方法求得精确解。随着迅速发展的点算技术，数值算法成为求解润滑问题的有效途径。 数值法师讲偏微分方程转化为代数方程组的变换方法。它的一般原则是：首先将求解域划分成有限个数的单元，并使每一个单元充分的微小。以至于可以认为在各单元内的未知量（本人毕业设计中设油膜压力为P ）相等或者依照线性变化，而不会造成很大的误差。然后，通过物理分析或数学变换方法，将求解的偏微分方程写成离散形式，即使将它转化成一组线性代数方程。该代数方程组表示了各个单元的待求未知量于周围各单元未知量的关系。最后根据消去法或者迭代法求解代数方程组，从而求得整个求解域上的未知量。 用来求解雷诺方程的数值方法很多，最常用的是有限元差分方法、有限元法和边界元法，这些方法都是将求解域划分成许多个单元，但是处理方法各不相同。在有限差分法和有限元法中，代替基本方程的函数在求解域内是近似的，但完全满足边界条件。而边界元法所用的函数在求解域内完全满足基本方程，但是在边界上则近似的满足边界条件。 一、雷诺方程的数值解法 根据边界条件求解雷诺方程，这在数学上称为边值问题。 首先将所求解的偏微分方程无量纲化。这样做的目的是减少自变量和因变量的数目，同时用无量纲参数表示的解具有通用性。 然后，将求解域划分成等距的或者不等距的网格，如图1-1为等距网格。 图1-1 沿轴向将Y 划分为8个等距区间，沿周向从πθθ20==到划分为12个等距区间。这样在Y 方向有13个节点，θ方向有9个节点，总计117913=?个节点。则8 16 1=?=?Y ，πθ。

流体力学问答题

第一章流体及其物理性质 1．试述流体的定义，以及它与固体的区别。 2．与气体有哪些共同的特性？它们各有什么不同的特性？试分别举例说明，在空气和水中相同与不同的一些流体力学现象。 3．何谓连续介质？引入连续介质模型的目的意义何在？ 4．流体的密度、比容以及相对密度之间有何关系？这三者的单位如何？ 5．流体的压缩性与膨胀性可以用哪些参量来描述？ 6．完全气体的状态方程是什么？请说明方程中每一个参量的意义。 7．何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？ 8．何谓流体的粘性？流体的粘度与流体的压强和温度的关系如何？ 9．流体的粘性力与固体的摩擦力有何本质区别？ 10．试述牛顿内摩擦定律，根据此定律说明，当实际流体处于静止或相对静止状态时，是否存在切向应力？11．何谓理想流体？引入理想流体模型的意义何在？ 12．试述表面张力的定义，及其产生表面张力的机理。 13．何谓附着力，何谓内聚力？试分析水和水银在毛细管中上升或下降的现象。 14．作用在流体上的力可以分为哪两种？ 第二章流体静力学 1．试述流体静压强的两个重要特性。 2．静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？ 3．何谓流体的平衡状态与相对平衡状态？它们对应的平衡微分方程有何相同之处与不同之处？ 4．试写出欧拉平衡微分方程式，叙述该方程的适用范围以及方程中每一项的物理意义。 5．何谓质量力有势？试写出重力的势函数。 6．不可压缩流体处于平衡状态时，对作用在它上面的质量力有什么要求？ 7．试写出静止流体的压强差公式，并叙述其物理意义，此公式对于相对静止流体是否适用？ 8．试写出静止流体的等压面的微分方程式，此方程式对于相对静止流体是否适用？ 9．试述等压面的重要性质。 10．流体静力学的基本方程式的物理意义和几何意义各是什么？ 11．何谓绝对压强、计示压强与真空？它们之间有何关系？ 12．静压强的计量单位有哪几种？它们的换算关系如何？ 13．在一U型管中，盛有两种不相溶的、不同密度的液体，试问，在同一水平面上的液体压强是否相同？为什么？ 14．叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。 15．相对平衡液体的静压强分布规律，是否满足静力学基本方程？为什么？ 16．液体随所在圆柱形容器，绕轴作等角速度旋转后，液面将发生怎样的变化？它与旋转角速度有什么关系？变化后液面各点的静压强是否相同？为什么？ 17．相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？ 18．试写出静止液体作用在平面上和曲面上的总压力计算公式。 19．一般情况下，平面图形的压力中心D为什么总在其形心C的下方？在什么情况下，这两者重合。20．何谓压力体？压力体由哪些面围成的？

流体力学三大方程的推导(优选.)

微分形式的连续性方程

连续方程是流体力学的基本方程之一，流体运动的连续方程，反映流体运动和流体质量分布的关系，它是在质量守恒定律在流体力学中的应用。 重点讨论不同表现形式的流体连续方程。

用一个微六面体元控制体建立微分形式的连续性方程。 设在流场中取一固定不动的微平行六面体（控制体），在直角坐标系oxyz 中，六面体的边长取为dx ，dy ，dz 。 先看x 轴方向的流动，流体从ABCD 面流入六面体，从EFGH 面流出。 在x 轴方向流出与流入质量之差 ()()[]x x x x u u u dx dydzdt u dydzdt dxdydzdt x x ρρρρ??+-=??

用同样的方法，可得在y 轴方向和z 轴方向的流出与流入 质量之差分别为 ()y u dxdydzdt y ρ??() z u dxdydzdt z ρ??这样，在dt 时间内通过六面体的全部六个面净流出的质量为： ()()()[]y x z u u u dxdydzdt x x x ρρρ???++???

在dt 的时间内，六面体内的质量减少了 ， 根据质量守恒定律，净流出六面体的质量必等于六面体内所减少的质量 ()dxdydzdt t ρ?-?()()()[]y x z u u u dxdydzdt dxdydzdt x y z t ρρρρ ????++=-????()()()0y x z u u u x y z t ρρρρ ????+++=????这就是直角坐标系中流体运动的微分形式的连续性方程。 这就是直角坐标系中流体运动的微分形式的连续性方程。 代表单位时间内，单位体积的质量变化 代表单位时间内，单位体积内质量的净流出

B流体的力现象

B流体的力现象

个性化教学辅导教案 任课教师谢红丹学科物理授课时间：2015 年月日（星期）学生姓名年级辅导章节：第十章流体的力现象 辅导内容认识到浸在液体或气体中的物体都受到浮力的作用，会用弹簧测力计测量物体所受浮力的大小，浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积的关系，用阿基米德原理的数学表达式F 浮 ＝G 排 ＝ρ 液 V 排 g解题 考试大纲 重点难点用阿基米德原理的数学表达式F 浮 ＝G 排 ＝ρ 液 V 排 g解题 课堂检测听课及知识掌握情况反馈： 教学需: 加快□; 保持□; 放慢□; 增加内容□ 课后巩固作业__________ 巩固复习____________________ ; 预习布置_________________ 课后学生分析总结 你学会了那些知识和方法： 你对那些知识和方法还有疑问：

1、明确什么是浮力；认识到浸在液体或气体中的物体都受到浮力的作用。 2、会用弹簧测力计测量物体所受浮力的大小。 3、会用二力平衡的知识初步了解物体浮沉条件及其应用。 4、通过探究，知道浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积的关系。 5、会用阿基米德原理的数学表达式F 浮＝G 排＝ρ液V 排g 解题 考点一：在流体中的运动 ★ 探究一：物体为什么上浮？ （a ）乒乓球为什么能从水里升起？因为乒乓球受 签字 教务主任签字： 学习管理师: 考试要求 典题精讲 流体的力现象

到。 （b）轮船为什么能浮在海面上？因为轮船受到水 的。 （c）气球为什么能腾空而起？因为气球受 到。 （d）人为什么能浮在死海海面上？因为人受 到。 小结：液体和气体对浸入其中的物体有浮力。 ★探究二：探究“下沉的物体是否受到浮力的作用”。 如果给你一个弹簧测力计和一杯水（如图），你能用实验判断浸入水中的物块是否受到浮力的作用吗？ 实验方案：（1）用弹簧测力计称出金属块的重力G；（2）让金属块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F；（3）在刚才的实验中，你观察到测力计的示数怎样变化？这个变化说明了什么呢？ 发现：F G 。（＜、＞、＝） 说明：水就像人的手一样对物体也施加了一个 力（即浮力），浮力大小与G和F有什么关 系。（受力分析用力的平衡知识求解）小结：（1）沉在水下的物体也（受到，不受到）浮力的作用。 浮力的定义：浸在液体（或气体）里的物体受到液体（或

流体力学NS方程推导过程

小菜鸟0 引言 流体力学的NS方程对于整个流体力学以及空气动力学等领域的作用非常显著，不过其公式繁琐，推导思路不容易理顺，最近重新整理了一下NS方程的推导，记录一下整个推导过程，供自己学习，也可以供大家交流和学习。 1 基本假设 空气是由大量分子组成，分子做着无规则热运动，我们可以想象，随着观察尺度的逐渐降低，微观情况下流体的速度密度和温度等物理量不可能与宏观情况相同，其物理量存在间断的现象，例如我们在空间中取出一块控制体，当控制体中存在分子时，该控制体的密度等量较大，不存在时就会为0，这在微观尺度下是常见。不过随着观察尺度增加，在宏观情况下，控制体积内包含大量分子，控制体积的压力密度温度速度等物理量存在统计平均结果，这个结果是稳定的，例如流场变量的压力密度和温度满足理想气体状态方程。 自然界中宏观情况的流体运动毕竟占据大多数，NS方程限定了自己的适用条件为宏观运动，采用稍微专业一点难度术语是流体满足连续介质假设。连续介质假设的意思就是说，我们在流场中随意取出流体微团，这个流体微团在宏观上是无穷小的，因此整个流场的物理量可以进行数学上的极限微分积分等运算；同时，这个流体微团在微观上是无穷大的，微团中包含了大量分子，以至于可以进行分子层面的统计平均，获得我们通常见到的流场变量。 连续介质假设成立需要满足：所研究流体问题的最小空间尺度远远大于分子平均运动自由程（标准状况下空气的平均分子自由程在十分之一微米的量级，具体值可以参考分子运动理论），这在大多数宏观情况下都是成立的，也是NS方程能够广泛采用的基础，即使在湍流中，也是成立的，因此才保证NS方程也适用于描述湍流。 有些情况下连续介质假设不成立，存在哪些情况第一种是空间尺度特别小，例如热线风速仪的金属丝，直径通常在1~5微米量级，最小流体微团已经接近分子平均运动自由程，连续介质假设不能直接使用，类似情况还包括激波，激波面受到压缩，其尺度也较小，为几个分子平均自由程量级，不过采用连续介质假设进行激波内流场计算时，计算结果仍然可以得到比较合理，并且与实际情况相符，

2019年中考物理一轮复习第十章《流体的力现象》试题附答案

2019年中考物理一轮复习第十章《流体的力现象》试题附答案 1．(2018·巴中中考)下列实例中，能用流体压强与流速关系解释的是() A．热气球静止在空中 B．用活塞式抽水机抽水 C．火车进站时刹车后还要继续前进一段路程 D．两船并列航行时要保持安全距离 2．(2019·改编题)下列物体没有受到浮力作用的是() A．在水中嬉戏的小鸭B．在蓝天飞翔的老鹰 C．深海潜游的鲸鱼D．深入河底的桥墩 3．(2018·内江中考)关于物体受到的浮力，下列说法正确的是() A．液体的密度越大，受到的浮力越大 B．浸在水中的物体，体积越大，受到的浮力越大 C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大 D．漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大 4．(2017·菏泽牡丹模拟)某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时，做了如图所示的四次测量，弹簧测力计的示数分别为F 1、F 2、F 3和F 4，则() A．F 浮＝F 3－F 1B．F 浮＝F 4－F 1 C．F 浮＝F 2－F 1D．F 浮＝F 2－F 4 5.(2018·德阳中考)体积相同的铅球、铜块和木块，浸在液体中的情况如图所示，比较它们受到的浮力大小，正确的是() A．铅球受到的浮力最大 B．木块受到的浮力最大 C．铜块受到的浮力最大 D．它们受到的浮力一样大 6．(2018·菏泽鄄城模拟)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水，将同一个鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两个杯子中液面恰好相平，鸡蛋所处的位置如图所示，则()

A．甲杯中的盐水密度较大 B．乙杯底部所受的液体压强较大 C．甲杯底部所受的液体压力较大 D．鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大 7．(2018·昆明中考)为了不饿着来昆明过冬的红嘴鸥，一厂家对鸥粮进行了“膨化”处理，使其投入水中后能够漂在水面上较长时间，海鸥几乎能吃完它。膨化后的鸥粮能够漂在水面上是因为它的() A．质量变大B．体积变小 C．密度变大D．密度变小 8．(2019·原创题)三个质量相同的小球浮沉状态如图所示，则三个小球中受到浮力最小的是() A．甲B．乙 C．丙D．所受浮力一样大 9．(2019·易错题)把体积为2×10－3m 3、重为12N 的物块放入水中，当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g 取10N/kg)() A．漂浮，F 浮＝20N B．漂浮，F 浮＝12N C．沉底，F 浮＝20N D．沉底，F 浮＝12N 10.(2018·玉林中考)如图所示，若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江，下列分析正确的是() A．浮力变小，舰体上浮一些 B．浮力变大，舰体下沉一些 C．浮力不变，舰体下沉一些 D．浮力不变，舰体上浮一些 11．(2018·东营中考)如图所示，某型号飞机模型机翼上表面凸起，下表面较平。在飞行过程中由于上表面的空气流速 ______(选填“大”或“小”)，压强______(选填“大”或“小”)，从而能获得向上的升力。 12.(2018·湘西中考改编)如图所示，向两张纸中间吹气，纸会相互靠拢。这个现象说明气体中____________________________。

生活中的流体力学

当我们观察生活时可以发现,我们生活在一个流体的世界里。生活离不开流体,同样我们也离不开流体。鹰击长空,鱼翔浅底;许许多多的现象都与流体力学有关。生活中的很多事物都在经意或不经意中巧妙地掌握与运用了流体力学的原理,让其行动变得更灵活快捷。 您发现没有,高尔夫球的表面做成有凹点的粗糙表面,而不就是平滑光趟的表面,就就是利用粗糙度使层流转变为紊流的临界雷诺数减小,使流动变为紊流,以减小阻力的实际应用例子。最初,高尔夫球表面就是做成光滑的,后来发现表面破损的旧球反而打的更远。原来就是临界Re数不同的结果。高尔夫球的直径为41、1毫米,光滑球的临界RE数为3、85×E5,相当于自由来流空气的临界速度为135米/秒,实际上由于制造得不可能十分完善,速度要稍微低一些。一般高尔夫球的速度达不到这么大,因此,空气绕流球的情况属于小于临界Re数的情况,阻力系数Cd较大。将球的表面做成粗糙面,促使流动提早转变为紊流,临界RE数降低到E5, 相当于临界速度为35米/秒,一般高尔夫球的速度要大于这个速度。因此,流动属于大于临界Re数的情况,阻力系数Cd较小,球打得更远。乒乓球运动时分离则属于层流分离。 同样在游泳的时候,也受到流体的作用。游泳就是在水中进行的周期性运动。人在水中的漂浮能力与身体所持姿势直接相关。身体保持流线型(吸足气),使重心与水的浮心接近一条直线,就能漂浮较长时

间;如果先吸足气,双臂却紧贴体侧,胸腔虽充足气,但下肢相对上身比重较大,下肢很快就会下沉。因此,游泳不但要充分利用水的浮力,而且要尽量减少失去浮力的时间,如头不要抬得太高,身体不能起伏转 动太大,空中移臂时间宜短等。 游泳者游进时受到相反方向的阻力作用。游泳的阻力包括水的摩擦阻力、波浪阻力与物体的形状阻力。设流线型物体的阻力为1,那么其她形状物体的阻力就大几倍甚至100倍。推进力就是指做臂划水或腿打水(蹬夹水)动作时给水一个作用力,水就给人体一个力量大小相等的反作用力,这个力就叫推进力。游泳就就是靠臂绕肩关节与腿绕髋关节,以复杂的弧线做圆周运动。根据圆周运动的有关原理,角速度相等时,半径越长线速度越大。所以,游泳运动过程中,距肩与髋最远的手与脚的速度最大。臂划水的作用面就是手掌与前臂,腿打、踢水的作用面主要就是脚面与小腿前侧;腿蹬夹水的主要作用面则就是脚与小腿内侧。增加这些部位对水的横切面(如佩带蹼具等),就能产生更大的推进力。 在我们身边来来往往飞驰的汽车,更就是与流体力学的巧妙结合。汽车发明于19世纪末,当时人们认为汽车的阻力主要来自前部对空气的撞击,因此早期的汽车后部就是陡峭的,称为箱型车,阻力系数(CD)很大,约为0、8。实际上汽车阻力主要来自后部形成的尾流,称为形状阻力。

流体力学NS方程推导过程

流体力学NS方程简易推导过程 令狐采学 小菜鸟0 引言 流体力学的NS方程对于整个流体力学以及空气动力学等领域的作用非常显著，不过其公式繁琐，推导思路不容易理顺，最近重新整理了一下NS方程的推导，记录一下整个推导过程，供自己学习，也可以供大家交流和学习。 1 基本假设 空气是由大量分子组成，分子做着无规则热运动，我们可以想象，随着观察尺度的逐渐降低，微观情况下流体的速度密度和温度等物理量不可能与宏观情况相同，其物理量存在间断的现象，例如我们在空间中取出一块控制体，当控制体中存在分子时，该控制体的密度等量较大，不存在时就会为0，这在微观尺度下是常见。不过随着观察尺度增加，在宏观情况下，控制体积内包含大量分子，控制体积的压力密度温度速度等物理量存在统计平均结果，这个结果是稳定的，例如流场变量的压力密度和温度满足理想气体状态方程。 自然界中宏观情况的流体运动毕竟占据大多数，NS方程限定了自己的适用条件为宏观运动，采用稍微专业一点难度术语是流体满足连续介质假设。连续介质假设的意思就是说，我

们在流场中随意取出流体微团，这个流体微团在宏观上是无穷小的，因此整个流场的物理量可以进行数学上的极限微分积分等运算；同时，这个流体微团在微观上是无穷大的，微团中包含了大量分子，以至于可以进行分子层面的统计平均，获得我们通常见到的流场变量。 连续介质假设成立需要满足：所研究流体问题的最小空间尺度远远大于分子平均运动自由程（标准状况下空气的平均分子自由程在十分之一微米的量级，具体值可以参考分子运动理论），这在大多数宏观情况下都是成立的，也是NS方程能够广泛采用的基础，即使在湍流中，也是成立的，因此才保证NS方程也适用于描述湍流。 有些情况下连续介质假设不成立，存在哪些情况？第一种是空间尺度特别小，例如热线风速仪的金属丝，直径通常在1~5微米量级，最小流体微团已经接近分子平均运动自由程，连续介质假设不能直接使用，类似情况还包括激波，激波面受到压缩，其尺度也较小，为几个分子平均自由程量级，不过采用连续介质假设进行激波内流场计算时，计算结果仍然可以得到比较合理，并且与实际情况相符，这也给激波问题的研究和解决带来了基础性的保证；第二种是分子平均运动自由程特别大，分子平均运动自由程是指两个分子之间碰撞距离的平均值，这个结果与分子有效直径，分子运动速度等相关，宏观上来讲，温度越高、压力越大，分子平均运动自由程越大，而在

流体的力现象

一、复习目标 1. 在流体中运动 2. 认识浮力 二. 重点、难点： 1. 知道流体的压强与流速的关系 2. 了解飞机的升力是怎样产生的 3. 通过观察认识浮力的存在 4. 学会用弹簧测力计测量浮力的大小 三. 知识点分析： 鸟儿能在天空中翱翔，依据鸟的原理而设计的滑翔机大家听说过吗？你知道第一个设计滑翔机的人是谁吗？在1891年，德国的奥托•李林达尔模仿仙鹤的翅膀形状，设计和制造了第一架滑翔机，实现了飞行的梦想，鸟翼向上运动，肯定是有一个力作用在它上面了，而这个力呢，由于它有提升物体的作用，所以我们把它叫做“升力” 这个升力是怎样产生的呢？让我们来追溯一下历史：早在1738年，伯努利就发现了流体压强与流速的关系，这不仅解开了鸟儿在天空翱翔的奥秘，也成了人类打开空中旅行大门的钥匙。 （一）流体压强与流速的关系 1. 流体：液体和气体有很强的流动性，统称为流体。 2. 流体压强与流速的关系： 实验探究：作如下几个实验，（1）把一纸条放在嘴边，用力从纸条上方吹气，会看到纸条飘起来。说明纸条上方的压强比下方小；纸条上方的流速大、压强却小。（2）在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可以跳起来。（3）在两张纸的中间向下吹气，两张纸将靠在一起。 以上几个实验现象的产生原因，我们可以得到结论： （1）流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，这个规律叫伯努利原理。伯努利原理对流动的气体和液体都适用。 （2）应用：如飞机的升力、鸟的升力、在海洋中，企鹅、海豚、鳐鱼、深水飞机。（二）飞机的升力原理 （1）笨重的飞机能够升空，与机翼的形状有关系。根据气体压强与流速的关系，为了使飞机受到向上的升力，人们把机翼做成类似飞翔的鸟的翅膀形状；向上凸起。 当气流迎面吹来时，由于相同的时间内机翼上方气流要经过的路程大于机翼下方气流经过的路程，因此下方气流速度小，压强大；上方气流速度大，压强小。机翼的上下表面受到了不平衡的力的作用，向上的压力大于向下的压力，形成向上的压力差，因此受到的合力是向上的，这就是向上的升力。 （2）再来说一下直升机： 发动机产生的动力靠传动系统传给旋翼和尾桨，旋翼是产生升力的部件，旋翼旋转时，将空气往下推（这好比：电风扇叶片将空气往前送、轮船的螺旋桨转动时将水往后推一样），对空气产生一个向下的推力，由于力的作用是相互的，被往下推的空气反过来对旋翼产生一个向上的反作用力——升力，当升力的大小等于直升飞机的重力时，直升飞机就可以匀速向上飞行；当升力的大小超过直升飞机的重力时，直升飞机便可以向上作加速运动。 （三）什么是浮力 1. 浮力：一切浸入液体的物体，都受到液体对它竖直向上的力，这个力叫浮力。