第五章流体动力学特性.pptVIP

流体 粘性流体的流动形态 紊流及边界层 紊流的形成：流体与固体壁面、两种不同流速流体相遇 壁面紊流：流体在开放或封闭管道中流动、流体与固体相遇 自由紊流：流体喷射入静止流体、边界层分离后进入周围自由流体 边界层（boundary layer）：在流体粘性力作用下，流体与接触物面间形成的流动薄层，又称流动边界层、附面层 边界层的影响：边界层内流体的流动状态影响热质传递过程 一、阻力及阻力系数 在层流或低速流动中，流体密度变化不大，粘性作用支配流体流动，形面阻力可忽略不计 在紊流或高速流动中，流体受压缩而不受粘性作用支配，摩擦阻力可忽略不计 摩擦阻力、形面阻力随流体粘度（雷诺数）、流体运动状态不同而发生相应变化 球体的阻力系数 平板的阻力系数 其它形状物体的阻力系数 相似准数、相似准则 雷诺数 （Renold number）：粘性力相似准则 惯性力与粘性力之比 斯特劳哈尔数（Strouhal number）：非恒定惯性力相似准则 非恒定惯性作用与迁移惯性作用之比 弗劳德数（Froude number） ：重力相似准则 惯性力与重力之比 欧拉数（Euler number, Cavitation） ：压力相似准则 压力与惯性力之比 柯西数（Cauchy number） ：弹性力相似准则 惯性力与弹性力之比 韦伯数（Weber number） ：表面张力相似准则 惯性力与表面张力之比 Prandlt number, Grashof number, …… 三、边界层 四、临界速度 沉降速度：物体在静止流体中匀速下降时对应的运动速度 悬浮速度：物体在运动流体中处于悬浮状态时对应的流体运动速度 不规则形状物料的临界速度 实验研究表明，Re＜50时，若物料形状并非极端不规则，则其阻力系数与球体阻力系数相差很小，不规则形状物料可用当量球体计算； Re＞50时，当量球体与不规则形状物料的阻力系数差别增大，误差相应增大。 农业物料的临界速度 临界速度的确定—查表法 计算CRe2项或C/Re项，通过查表或图确定物料的临界速度 临界速度的确定—实验测定 五、临界速度的应用 紊流中的小涡流产生垂直向上的分力 不规则形状物料在迎风面上受气流作用产生的垂直向上分力 物料周围 环流使物料产生升力 物料与管壁相撞产生的垂直分量 阻力系数c 飘浮系数k0 阻滞系数k 农业物料在空气中以临界速度运动，浮力可忽略不计 吸送式：适用于近距离输送轻质、松散物料 压送式：适用于远距离输送 v PL P ε * 第五章 流体动力学特性 第一节 阻力和阻力系数 第二节 雷诺数与相似实验 第三节 边界层 第四节 临界速度 第五节 应用 流体：流体由连续分布的流体质点所组成，即连续介质，如液体、气体。流体被看成是连续介质，则反映宏观流体的各种物理量，就都是空间坐标的连续函数。 气体低速流动时（M≤0.3），气流速度变化引起的气体密度相对变化量较小，可近似假定气体密度不变；当气体高速流动时（M＞0.3），则须考虑气体压缩性对密度影响。 流体流动形态：层流、湍流（紊流）、过渡流动 层流：流体分层流动，相邻两层流体间只作相对滑动，流层间没有横向混杂。 湍流（紊流）：当流体流速超过某一数值时，流体不再保持分层流动，而可能向各个方向运动，有垂直于原流速方向的分速度，各流层将混淆起来，并有可能出现涡旋，这种流动状态叫湍流。相邻流层流体微团混乱运动带来动量交换，所以紊流比层流的摩擦阻力大得多。粘性流动中粘性力与惯性力同时存在，往往把μ和ρ作为组合参数并以符号v表示：动力粘度、 运动粘度 过渡流动:介于层流与湍流间的流动状态 阻力： 升力： F— 阻力 A— 物体在垂直于相对速度方向上的投影面积 v — 流体与物体的相对速度 c — 阻力系数，与物料形状、表面状态、流体流动状态等有关 ρf—液体密度 流体阻力： superheated steam Critical fluidization velocity: 1.6 m/s Suspension velocity: 4.3 m/s hot air Critical fluidization velocity: 1.1 m/s Suspension velocity: 3.4 m/s Calculated value of critical fluidized velocity Hot air: 0.95 m/s Superheated steam: 1.26 m/s The fluidized velocity of superheated steam in drying rapeseed with