基本信息
文件名称:化工原理-第 1 章 流体流动基础(3).ppt
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总页数:53 页
更新时间:2025-06-05
总字数:约4.65千字
文档摘要

用于数判断流体的流动型态。2.雷诺数的应用实验证明:圆形管道层流过渡区湍流二、流动型态的判据-雷诺数例用管道输送某油品:油品运动黏度管道规格计算维持层流流动的临界速度。由层流临界Re临界速度二、流动型态的判据-雷诺数非圆形管道当量直径二、流动型态的判据-雷诺数化工流体输送有时也用非圆形管道。此时Re中的d采用当量直径de代替:式中矩形管道矩形管道内流动圆形套管环隙内流动圆形套管【例1-10】二、流动型态的判据-雷诺数1.4流体流动的基本方程第1章流体流动基础本节是第1章的重点内容,主要介绍流体流动的两个重要方程—连续性方程和运动方程,包括方程的推导和应用。第1章流体流动基础本节主要内容:1.4流体流动的基本方程1.4.1连续性方程第1章流体流动基础一、微分形式的连续性方程二、管内稳态流动的连续性方程.微分控制体采用欧拉观点,在单组分流体中相对于坐标,取一微分控制体边长、、体积质量点(x,y,z)处的速度为微分质量衡算(x,y,z)一、微分形式的连续性方程注意:dV=常数,位置固定。点(x,y,z)处的质量通量为根据质量守恒定律(输入质量流率)=(输出质量率)+(累积质量速率)(输出)-(输入)+(累积)=0一、微分形式的连续性方程微分质量衡算(x,y,z)在x方向:输入的质量速率输出的质量速率质量速率差一、微分形式的连续性方程微分质量衡算(x,y,z)面积同理,在y和z方向整个微元控制体的质量速率之差为三个方向之和一、微分形式的连续性方程微元控制体内的质量累积速率为代入衡算方程得微分质量衡算方程散度通用的连续性方程一、微分形式的连续性方程故由于流体密度是空间坐标及时间的函数其全微分为各项展开一、微分形式的连续性方程全导数的形式随体导数随体导数是一个特殊的全导数。即:ux=vx,uy=vy,uz=vz。它的物理意义是:流体流动时,物理量随时间和空间的变化率。一、微分形式的连续性方程vxvyvz对流导数随体导数的一般定义为一、微分形式的连续性方程局部导数故以随体导数表示的连续性方程为因一、微分形式的连续性方程得(1)稳态流动(2)不可压缩流体一、微分形式的连续性方程两种特定情况:二、管内流动的连续性方程对于流体在封闭管道内的一维流动:沿管截面积分管截面上ws1ws2A二、管内流动的连续性方程上式沿x方向(流动方向)由1-2截面积分,得dV质量累积速率dm/d二、管内流动的连续性方程控制体内时刻的总质量mws1ws2质量流出流率ws2质量流入流率ws1将上式推广到管路上的任意截面,得管内稳态流动的连续性方程二、管内流动的连续性方程稳态流动时,dm/d=0或对于不可压缩流体,注意:流体在等径直管内作稳态流动时,ub=常数,并不因有内摩擦而减速!二、管内流动的连续性方程对于圆形管道不可压缩流体在管内流动时,受质量守恒原理的约束,平均流速仅随管截面变化,即截面增加,流速减小;截面减小,流速增加。习题第1章11、12、131.3流体流动概述第1章流体流动基础1.2流体静力学本节讨论在外力作用下,流体运动的基本规律及其应用。本节先介绍与流体流动有关的一些基本概念。第1章流体流动基础本节主要内容:1.3流体流动概述1.3.1描述流体运动的方法第1章流体流动基础一、系统和控制体二、拉格朗日观点和欧拉观点.描述流体流动的两种方法:控制体系统一、系统和控制体拉格朗日观点(Lagrangeviewpoint)欧拉观点(Eulerviewpoint)控制体特点:相对于坐标其体积不变。流体可以自由进出控制体,控制面上可有力的作用和能量交换。其特点是体积、位置固定,输入和输出控制体的物理量随时间改变。—具有确定不变的空间区域(体积)。一、系统和控制体包围该空间体积的界面称为控制面。系统特点:系统与环境之间无质量交换,但在界面上有力的作用及能量的交换。系统的边界随着环境流体一起运动,因此其体积、位置和形状是随时间变化的。系统uu—包含确定不变物质(流体质点)的集合,系统以外的一切称为环境。一、系统和控制体欧拉观点体积固定二、拉格朗日观点和欧拉观点以流场中的固定