动量-热量-质量传输原理 2_动量传输基本方程.pdfVIP

1 2. 动量传输 基 本 方 程 2. 动量传输基本方程 2 2.1 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。 ? 2.1.1 研究流体运动的方法 ? 1. 拉格朗日法——流体质点 以质点为研究对象,研究整个流体的运动 ? 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。 2. 动量传输基本方程 3 欧拉法： ? 速度场： V = f（x ，y， z，τ） （在直角坐标系中） Vx =f（x ，y， z，τ） Vy =f（x ，y，z，τ??? Vz = f（x ，y， z，τ） 注意维数， 2 2 2 稳定和非稳定流场。 V = Vx + Vy + Vz 压力场 P= f（x ，y， z， τ） 密度场 ρ =f（x ，y， z， τ） 2. 动量传输基本方程 4 2.1.2 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 2. 动量传输基本方程 5 2.1.3 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 dx dy dz 迹线方程： 依 v ? v ? v ? x d? y d? z d? dx dy dz 有 ? ? v x vy vz ? 即为迹线的微分方程。 2. 动量传输基本方程 6 ?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。 同一瞬时流 d a：v 场中连续的 a b：v 不同位置质 b c：v b 点的流动方 c d：vd a vc 向线 c 2. 动量传输基本方程 7 ?流线的性质： ?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） v 2 v1 ?在不稳定流动下，流线与迹线不重合 2. 动量传输基本方程 8 2.1.3 流束和流管 ——为了表明流过