流体力学基础.ppt

* 理想气体的压缩系数： 标准状态下： 某一压强Δp范围内的平均压缩系数： * 理想气体： 或 液体的压缩系数很小，可视为不可压缩流体。 气体的压缩系数很大，为可压缩流体。 特殊情况：压强变化很大时考虑压缩性 特殊情况：压强变化较小时视为不可压缩 流体压缩性的区别： 温度一定，p↑ V↓ * 标准状态：温度：0℃ 压强：1atm（1atm=101325Pa） 标态参数表示：物理量下角标加“ ? ” 单位前面加大写“N” 【规定】 例：标态密度：?o 单位[kg/Nm3] 标态流速：wo 单位[Nm/s] 标态体积流量：Qv, o 单位[Nm3/s] * 令：标准状态参数：po To Vo ?o wo 任意状态参数：p T V ? w 对于不可压缩气体：p≈po 根据理想气体状态方程，得： 所以有： * 膨胀性随t 变化。 其中：T= t +T? = t +273.15 [K] 所以： * 【推论】 体积流量: [m3/s] 流速(截面积不变时)： 密度: （反比） 质量流量：Qm = const [Kg/s] * 所以，关键是区分是否可压缩性气体？ 窑内及管道内一个等温段中: ? = const, 是不可压缩气体 喷射器、烧嘴等个别情况： p 变化大（?p ±0.2atm）， w大（接近或大于当地音速） 此时 ? ? const，是可压缩气体 * （1）牛顿内摩擦定律 粘性 流体内质点或流层间 因相对运动而产生的内摩擦力 以反抗相对运动的性质 粘性产生 的原因 相邻流体层间分子的内聚力阻碍其相对滑动 流体分子的热运动，使两层流体间有分子相互掺混产生动量交换 相邻流层间相对运动 2.1.2.3 气体的粘性 所以，粘性是内摩擦力的表现！ * [N] 数学表达式： 牛顿内摩擦定律：运动流体的内摩擦力的大小与两层流体的接触面积成正比，与两层流体之间的速度梯度成正比。 [Pa] 单位面积上的内摩擦力： 式中：? ----动力粘度，单位：N·s/m2 = Pa·s ? ----剪切力，N/m2或Pa ----速度梯度，1/s dy ----相邻两层气体间的距离，m * （2）粘度及其换算　　　　　　　　 绝对粘度 动力粘度 运动粘度 速度梯度为1时单位接触面积上的内摩擦力 粘度↑粘性↑ 流动性↓ * 其中：d ----是气体管道的内径 ? ----称为运动粘度， , [m2/s] 液体：t ? （因温度升高，液体中内聚力减小） 气体：t ? （因温度升高，分子热运动加剧， 紊乱程度增大，动量交换增加。） 雷诺数： 粘度与温度的关系： * 气体动力粘度与温度的关系式： C ——与气体性质有关的 常数(p页表1-1) 。 [Pa·s] 空气：?0=1.72×10-6； C =122 烟气：?0=1.51×10-6； C =173 * 2.1.2.4 空气的浮力 原理：阿基米德定律。 设： 一流体中，一物体，体积V 则，浮力：F = V·?流体·g 重力：P = V·?物体·g P(重力) F(浮力) ? * 讨论： (1) 假设1m3流体（液体）在空气中 则：P=9810N（ ） F=11.77N（ ） P?F，所以液体在空气中的浮力可忽略不 计。所以说水总是由高处向低处流动。 [注]：0oC时空气的密度 20oC时空气的密度 * (2) 假设是1m3热空气在冷空气中 则：P=5.89N ( ) F=11