传输原理2_动量传输基本方程.ppt

《传输原理2_动量传输基本方程.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、12.动量传输基本方程22.1流体运动的描述流体运动的全部范围称为流场，即无数个流体质点或微团运动所构成的空间。1.拉格朗日法——流体质点2.欧拉法——空间点从分析空间某点上流体运动的物理量随时间的变化，以及由一点到另一点时这些量的变化来研究整个流体的运动。既描写场内不同空间点的流动参数随时间的变化。以质点为研究对象,研究整个流体的运动2.1.1描述流体运动的方法3欧拉法：速度场：（在直角坐标系中）注意维数，稳定和非稳定流场。V=f（x，y，z，τ）Vx=f（x，y，z，τ）Vy=f（x，y，z，τ）Vz=f（x，y，z，τ）V=Vx2+Vy2+Vz2压力场P=f（x，y，z

2、，τ）密度场ρ=f（x，y，z，τ）42.1.2稳定流动与非稳定流动据流场中各参数是否随时间的变化，可将流场分为稳定流场和不稳定流场。依据∂η/∂τ是否为零来判断：当∂η/∂τ=0为稳定流动；否则为不稳定流动η为所有流动参数。如：流速、压力、密度稳定流动不稳定流动52.1.3迹线和流线迹线：某一流体质点在空间运动时所走过的轨迹特点：每一个质点都有一个运动的轨迹即为迹线的微分方程。6同一瞬时流场中连续的不同位置质点的流动方向线abcdvavbvcvd流线：某一瞬间流场空间的一条曲线，在曲线上任一流体质点的运动速度方向与该点的切线方向重合。a：vab：vbc：vcd：vd7流线的

3、性质：通过流场内的任何空间点，都有一条流线，在整个空间中就有一组曲线族，亦称流线族流线是不能相交的，即某一瞬间通过任一空间上，只能有一条流线．（反证）在不稳定流动下，流线与迹线不重合v1v282.1.4流束和流管——为了表明流过的流体数量。通过微小流束的流体数量dQ=vdAm3/s通过流管的流量Q=∫AvdA工程中常用平均流速的概念dA91.体积流量单位时间内通过流道横截面的流体体积。m3/s或m3/h2.质量流量单位时间内流经管道任意截面的流体质量。kg/s或kg/h。2.1.5流量和流速104.质量流速（质量通量）单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。3.流速（平均流速

4、）单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。kg/（m2·s）m/s通量：单位时间通过单位截面积的物理量，（）/m2.s。112.2连续性方程2.2.1质量守恒定律与连续性方程为什么引入连续性方程？连续介质模型，所有流体都满足质量守恒定律仅由动量守恒引出的运动方程不封闭122.2.1质量守恒定律与连续性方程13x方向，单位时间内ABCD面流入的质量流量质量通量沿x方向的变化率EFGH面流出的质量流量净流入的质量流量y方向，单位时间内净流入的质量流量z方向，单位时间内净流入的质量流量2.2.1质量守恒定律与连续性方程14单位时间微元体的质量增量连续性方程2.2.1质量守恒定律

5、与连续性方程15稳态流动不可压缩流体稳定流动2.2.1质量守恒定律与连续性方程16总体动量平衡x方向单位体积的动量单位时间流体沿x方向垂直通过单位面积的动量单位时间流体所具有的沿x方向的动量在y方向的动量通量单位时间流体所具有的沿x方向的动量在z方向的动量通量对流动量通量2.2.2动量守恒定律与欧拉方程17x方向x方向的动量沿x方向传递的动量通量通过ABCD面流入动量通量沿x方向的变化率通过EFGH面流出净流出的动量2.2.2动量守恒定律与欧拉方程18x方向流体所具有的沿x方向的动量在y方向的动量通量通过ABFE面流入动量通量沿y方向的变化率通过CDHG面流出净流出的动量2.

6、2.2动量守恒定律与欧拉方程19x方向流体所具有的沿x方向的动量在z方向的动量通量通过ADHE面流入动量通量沿z方向的变化率通过BCGF面流出净流出的动量2.2.2动量守恒定律与欧拉方程20x方向控制体内单位时间内动量的变化率力:面积力、体积力压力冲量：体积力－－设单位质量的体积力沿x方向的分量为X，则体积力的冲量：2.2.2动量守恒定律与欧拉方程21X方向欧拉方程2.2.2动量守恒定律与欧拉方程22X方向欧拉方程连续性方程稳定流动+不可压缩流体+2.2.2动量守恒定律与欧拉方程23不可压缩流体稳定流动欧拉方程2.2.2动量守恒定律与欧拉方程242.2.3N－S方程—实际流体

7、动量守恒25连续性方程稳定流动+不可压缩流体+2.2.3N－S方程—实际流体动量守恒26理想流体稳定流动不可压缩流体++2.2.3伯努利方程—工程应用基本方程27理想流体的伯努利方程1、仅有重力2、不可压缩流体（积分）2.2.3伯努利方程—工程应用基本方程28理想流体的伯努利方程单位重力流体流至任何位置时，它所具有的总机械能不变，但它的势能、压力能和动能可以相互转换。能量守恒定律能量转换定律2.2.3伯努利方程—工程应用基本方程291.工程应用形式2.水平流体ρ1A1ρ2A2v1v2连续性方程伯努利方程