反应堆热工水力学06

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1、5单相流分析5.1单相流输运方程5.2单相流水力学分析5.3单相流传热分析假设是流体是连续的5.1单相流输运方程质量守恒动量守恒——牛顿第二定律能量守恒——热力学第二定律Afluidisanybodywhosepartsyieldtoanyforceimpressedonit,andbyyielding,areeasilymovedamongthemselves.——IsaacNewton,fromSectionV,BookIIofthePrincipia,16877/23/20212方程体系质量守恒微元体分析7/23/

2、20213方程体系质量守恒方程7/23/20214方程体系质量守恒方程03:04:265梯度和散度x方向动量微元分析7/23/20216方程体系x方向的切应力张量7/23/20217方程体系x方向的动量守恒7/23/20218方程体系x方向的动量守恒7/23/20219方程体系法向应力可以分解成压力和粘力定义剪切应力张量7/23/202110方程体系三个方向的动量方程7/23/202111方程体系Navier-Stokes方程7/23/202112方程体系Navier-Stokes方程7/23/202113方程体系讨论不

3、可压缩流体7/23/202114方程体系证明：7/23/202115方程体系证明：7/23/202116方程体系证明：7/23/202117方程体系证明：7/23/202118方程体系整理一下：7/23/202119方程体系讨论不可压缩流动进一步：无粘流动7/23/202120方程体系能量守恒方程7/23/202121方程体系7/23/202122方程体系能量守恒方程其中右侧:第一项是对流项；第二项是相邻微元体之间的导热传热项；第三项是微元体内的热源产生项；第四项为可逆过程压力所作的功第五项为粘性力所作的功，也称为耗散能

4、第六项为质量力所作的功7/23/202123方程体系进一步7/23/202124方程体系小结从微元体分析入手质量守恒方程动量守恒方程能量守恒方程7/23/202125方程体系作业5.1如图所示，有一个喷嘴将水喷到导流叶片上。喷嘴出水的速度为15m/s，质量流量为250kg/s，导流叶片角度为60°，试计算：（1）导流叶片固定不动所受到的力（2）导流叶片在x方向以速度5m/s运动的情况下受到的力。7/23/202126方程体系5.2判断以下速度分布是否满足不可压缩流动，为什么？5.3不可压缩流动密度一定是常数吗？为什么？7

5、/23/202127方程体系