传输原理-南京工业大学-周勇敏讲解.ppt

2．量纲表达式： 3．量纲和谐原理： 在实际有意义的方程中，任意两项量纲相同，这一原理 称为量纲和谐原理。 由量纲分析法导出相似准数，具体方法与步骤。 书中P146，例8-1： 试用量纲分析法确定不可压缩粘性流体绕球体流动时的阻力公式。已知，阻力 与流速 、球的直径 、流体的密度 、粘度 有关。 解：写出准数方程： 选取 为三个基本量纲的代表，前面已证明，这三个物理量在量纲上是独立的。这样有： 4.6 可压缩流体流动 流动过程密度变化对运动的影响不可忽略。本节内容主要讲述气体一维稳态等熵（可逆绝热过程）流动。 用途：喷枪，喷嘴设计 1．一维等熵流动的运动方程 如过程阻力不计， 据： ， 是 质量体积 则： 积分得： 流股与介质换热不考虑，则视该过程为绝热过程： ， ：气体绝热指数 ，空气的 将其代入积分式可得： 当 时，由连续性方程， 说明： 减小， 变大，直到 止。 2．一维稳态等熵流动的基本特性 由连续性方程： 为截面面积。 将速度式及代入上式： 分母极大时， 有极小，以 为自变量求导可得，分母有极大值的条件是： 此状态用下标C表示，并据此定义临界界面和临界压力： ： 将上式代入速度式： ↓ ——临界速度 相等说明压缩气体流出时临界速度为该条件下音速。 可压缩性气体流出特点： ①?????? 流出后 为止 ②?????? 流出气体流股截面有极小值——临界截面，对于空气 ， 此时气体速度达到音速 ③???产生音速流速条件，原始气体压力等于或超过外部介质压力两倍以上（空气）。 -摩尔质量 3。拉瓦尔管与超音速 由前面讨论可知，当管中原始压力超过外部介质（空气）压力两倍以上时，气体在临界截面上会达到或超过音速，并有剩余压力，且在喷出后压力还会不断转变为气体的动能——气体做超音速运动。 ⑴超音速流股的特性： ①马赫数： ， ：实际流速， ：相同温度下的音速 ②压缩性气体的流动方程： 由前面分析： 则： 再由绝热方程： 上式变为： — 压缩性气体的流动方程。 ③压缩性气体流股的特征： 由一维连续方程： 　　　　 则： 　除以 得： 　　　　 　据气体柏努利方程：　　 且有： 　 可得： 代入上式： 　 即： 第五章 边界层理论 概述 5.1 边界层理论的基本概念 5.2 平面层流边界层微分方程 5.3 不同条件下边界层厚度与摩擦阻力系数 概 述 实际流体流动无论是层流还是湍流，真正能够求得解析解的例子很少，主要是由于流体流动的控制方程是非线形的偏微分方程，处理该类方程目前也是科学界的一大难题，但我们可以有近似的处理方法，方法之一是在假设条件下获得简化的微分方程并用数值法求解，方法二是针对湍流流动划分为边界层和中心区。 在实际工程中大多数问题是流体在固体限制的区域内的流动，远离固体壁面区域的流体速度梯度很小，这样我们可以把远离边壁的大部分流体处理为无粘性流体（基于速度梯度小，粘性力可忽略），用欧拉方程或伯努利方程求解； 在靠近边壁处一个薄层，速度梯度大，不可忽略粘性力，但可