三传的基本定律ppt课件.ppt

《三传的基本定律ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二篇三传的基本定律第四章动量传输的基本定律第五章热量传输的基本定律和方程第六章质量传输的基本定律和方程1第四章动量传输的基本定律4.1牛顿粘性定律4.2质量守恒定律与流体流动的连续性方程4.3粘性流体动量平衡方程(N-S方程）4.4理想流体动量平衡方程——欧拉方程4.5伯努利方程24.1牛顿粘性定律流体在变形或流动时，其本身所表现出的一种阻滞流动或变形的性质称流体的粘性流体粘性3自然界中的流体均具有一定的粘性，在流体动力学中称为粘性流体或实际流体。流体的粘性是由流体分子间的内聚力和分子的扩散而构成的。流体与不同相的表面(如固体)接触时，表现为

2、流体对表面的附着作用。实际流体4两块互相平行的无限大平板间充满流体，下板固定，上板以匀速平行下板运动两板间的流体的运动状态5每一运动较慢的流体层，都是在运动较快的流体层带动下运动的，同时，每一运动较快的流体层（快层），也受到运动较慢的流体层（慢层）的阻碍，而不能运动得更快。也就是说，在做相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动，流体的这样性质称作流体的粘性，由粘性产生的作用力称作粘性力或内摩擦力。从图可以看出：6（1）由于分子作不规则运动时，各流体层之间互有分子迁移掺混，快层分子进入慢层时给慢层以向前

3、的碰撞、交换能量，使慢层加速；慢层分子迁移到快层时，给快层以向后的碰撞，形成阻力而使快层减速。这就是分子不规则运动的能量交换形成的粘性阻力。（2）当相邻流体层有相对运动时，快层分子的引力拖动慢层，而慢层分子的引力阻滞快层，这就是两层流体之间吸引力所形成的阻力。粘性力产生的物理原因是：7流体运动时的粘性阻力与哪些因素有关？牛顿经过实验研究得到：当流体的流层之间存在相对位移即存在速度梯度时，由于流体的粘性作用，在其速度不等的流层之间以及流体与固体表面之间所产生的粘性力的大小与速度梯度和接触面积成正比，并与流体的粘性有关。牛顿粘性定律8在稳定状态下，

4、当图中两平行平板间的流动是层流（流体质点作有规则的运动，在运动过程中质点之间互不混杂、互不干扰）时，对于面积为A的平板，两板之间的距离为y，为了使上板保持以速度匀速运动，必须施加一个力F。该力的大小由实验知为：（1-19）9ydy上层速度下层速度Ax10粘性切应力τ11流体的粘度12运动粘性系数13粘度μ的大小与哪些因素有关？14当温度升高时，一般液体的粘度随之降低；但是，气体则与其相反，当温度升高粘度增大。原因是？？？1为什么？15利用气体、熔融金属和熔渣的粘性系数随组分的变化而显著变化。在某些熔渣中，混合物的粘性系数可能显著低于混合物中任何

5、组分的粘性系数。可以利用这个关系，通过调整熔渣的组分就能得到所需要的低粘性渣，控制炼铁、炼钢和其它冶金工艺过程。如何控制？16粘性动量通量通量：单位时间通过单位面积的**量，称为**通量。对动量而言，称为动量通量。粘性动量通量是流体粘性所形成的通过单位时间通过单位面积的动量传输量。17值？从牛顿粘性定律表达式看：18对不可压缩流体，牛顿粘性定律可改写成：19粘性力与粘性动量通量的区别20牛顿流体与非牛顿流体凡是切应力与速度梯度的关系服从牛顿粘性定律的流体，均称为牛顿流体。常见的牛顿流体有水、空气等，非牛顿流体有泥浆、纸浆、油漆、沥青等。对于不符

6、合牛顿粘性定律的流体，称之为非牛顿流体。研究非牛顿流体受力和运动规律的学科称为流变学。21流体动力学（包括运动学）是研究流体在外力作用下的运动规律，内容包括流体运动的方式和速度、加速度、位移、转动等随空间与时间的变化，以及研究引起运动的原因和决定作用力、力矩、动量和能量的方法。动量传输的基本方程流体动力学的基础是三个基本的物理定律22质量、动量、能量守恒定律（1）物质不灭定律（或质量守恒定律）连续性方程（2）牛顿第二定律（动量守恒定律）动量方程（纳维-斯托克斯方程、欧拉方程）（3）热力学第一定律（或能量守恒定律）能量方程（伯努利方程）234.2

7、质量守恒定律与流体流动的连续性方程由于我们把流体视为连续介质，因为不管流体作怎样的流动，质量守恒定律是必须要满足的，不满足质量守恒的流动形式是不存在的。另一方面，仅由动量守恒导出的运动方程是不封闭的，即未知量的个数多于方程的个数，要使方程封闭，连续性方程也是必须要引入的。24连续性方程2526272829讨论：3031柱坐标系下的连续性方程324.3粘性流体动量平衡方程（纳维—斯托克斯方程）33粘性流体的动量传输有两种基本方式：34直角坐标系N-S方程的推导由流体对流而进行的对流动量传输，其对流动量通量有如下含意和确定方法：微元体对流动量收支差

8、量AxXYZux在单位时间流入Ax面的质量为质量流量35对流动量通量有如下含意和确定方法质量通量为对质量通量乘以流体的速度ux，为动量通量[对流动量通