化工原理(南京理工大学)01流体流动(3)_管内流体流动现象

化工原理(南京理工大学)01流体流动(3)_管内流体流动现象

ID:43240736

大小:690.00 KB

页数:32页

时间:2019-10-07

化工原理(南京理工大学)01流体流动(3)_管内流体流动现象_第1页
化工原理(南京理工大学)01流体流动(3)_管内流体流动现象_第2页
化工原理(南京理工大学)01流体流动(3)_管内流体流动现象_第3页
化工原理(南京理工大学)01流体流动(3)_管内流体流动现象_第4页
化工原理(南京理工大学)01流体流动(3)_管内流体流动现象_第5页
资源描述:

《化工原理(南京理工大学)01流体流动(3)_管内流体流动现象》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库

1、第一章流体流动——(3)管内流体流动现象化工原理(上)1.3管内流体流动现象1.3.1流体的粘度1.3.2流体的流动型态1.3.3流体在圆管内的速度分布1.3.4流体流动边界层1.3.1流体的粘度一、牛顿粘性定律或式中:F——内摩擦力,N;τ——剪应力,Pa;——法向速度梯度,1/s;μ——比例系数,称为流体的粘度,Pa·s。Fuu+dudy牛顿型流体:剪应力与速度梯度的关系符合牛顿 粘性定律的流体;非牛顿型流体:不符合牛顿粘性定律的流体。二、流体的粘度(动力粘度)1.粘度的物理意义流体流动时在与流动方向垂直的方

2、向上产生单位速度梯度所需的剪应力。粘度的物理本质:分子间动量传递。 分子间作用力和分子碰撞。液体:T↑→↓气体:一般T↑→↑超高压p↑→↑2.粘度的单位SI制:Pa·s或kg/(m·s)物理制:cP(厘泊)换算关系1cP=10-3Pa·s3.运动粘度粘度μ与密度ρ的之比。m2/s一、雷诺实验1.3.2流体的流动型态层流(或滞流):流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动,质点无径向脉动,质点之间互不混合;湍流(或紊流):流体质点除了沿管轴方向向前流动外,还有径向脉动,各质点的速度在大小和方向上都随时变化,质

3、点互相碰撞和混合。二、流型判据——雷诺准数无因次数群(1)1.判断流型Re≤2000时,流动为层流,此区称为层流区;Re≥4000时,一般出现湍流,此区称为湍流区;2000

4、u=0,可得速度分布方程(2)1.管中心流速为最大,即r=0时,u=umax2.流体在圆形直管内层流流动时,其速度呈抛物面分布。管截面上的平均速度:层流流动平均速度为管中心最大速度的1/2。(3)哈根-泊谡叶方程二、湍流时的速度分布剪应力:e为湍流粘度,与流体的流动状况有关。湍流速度分布的经验式:一、边界层的形成与发展流动边界层:存在着较大速度梯度的流体层区域,即流速降为主体流速的99%以内的区域。边界层厚度:边界层外缘与壁面间的垂直距离。1.3.4流体流动边界层流体在平板上流动时的边界层:边界层区(边界层内):

5、沿板面法向的速度梯度很大,需考虑粘度的影响,剪应力不可忽略。主流区(边界层外):速度梯度很小,剪应力可以忽略,可视为理想流体。边界层流型:层流边界层和湍流边界层。层流边界层:在平板的前段,边界层内的流型为层流。湍流边界层:离平板前沿一段距离后,边界层内的流型转为湍流。流体在圆管内流动时的边界层充分发展的边界层厚度为圆管的半径;进口段内有边界层内外之分。也分为层流边界层与湍流边界层。进口段长度:层流:湍流:湍流流动时:湍流主体:速度脉动较大,以湍流粘度为主,径向传递因速度的脉动而大大强化;过渡层:分子粘度与湍流粘度

6、相当;层流内层:速度脉动较小,以分子粘度为主,径向传递只能依赖分子运动。——层流内层为传递过程的主要阻力Re越大,湍动程度越高,层流内层厚度越薄。ABS二、边界层的分离A→C:流道截面积逐渐减小,流速逐渐增加,压力逐渐减小(顺压梯度);C→S:流道截面积逐渐增加,流速逐渐减小,压力逐渐增加(逆压梯度);S点:物体表面的流体质点在逆压梯度和粘性剪应力的作用下,速度降为0。SS’以下:边界层脱离固体壁面,而后倒流回来,形成涡流,出现边界层分离。边界层分离的后果:产生大量旋涡;造成较大的能量损失。边界层分离的必要条件

7、:流体具有粘性;流动过程中存在逆压梯度。

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。