1 3聚合物流变学基本概念(流体运动的描述)整理.ppt

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1 3聚合物流变学基本概念(流体运动的描述)整理

Polymer Processing Engineering Beijing University of Chemical Technology 第一章 聚合物加工流变学基础理论简介 第一节 引言 第二节 聚合物流变学的数学基础 第三节 聚合物流变学的基本概念 第四节 聚合物流变学的基础方程 第五节 聚合物流变学基础方程的初步应用 《聚合物加工工程》 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 二、应力的描述 三、应变的描述 四、应变速率的描述 第一章 聚合物加工流变学基础理论简介 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 高分子材料奇异的流变现象: 爬杆现象、挤出胀大、熔体破裂、剪切变稀。。。 现象是研究的起点 科学的任务:把现象抽象为物理量进行定量描述 找出其内在规律,揭示其本质。 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 流体物质结构:不同层次(分子、原子、电子…) 流体运动: 微观:在时间和空间上不连续、不均匀、随机性 宏观:表现出连续性、均匀性、确定性 一切物质都是宏观上的连续性和微观上的离散型 的和谐统一体 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 流变学研究的流体运动并非个别分子的微观运动,而是大量分子组成的流体,在外力作用下所引起的宏观运动规律,所涉及的宏观物理量都是大量分子运动行为的统计平均表现。 用宏观理想化的流体模型代替微观真实的分子结构 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 (1)定义: 不考虑微观分子结构,把流体视为由无数多个充满流体所在空间、彼此间无任何间隙的质点所组成,相邻质点宏观物理量的变化是连续的。 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 (2)质点的概念 宏观上无限小:只有位置,没有大小(几何点) 每个质点的物理量只能有唯一确定值(物理点) 微观上无限大:每个质点均包含许多分子,质点的物理参数是 许多分子运动的平均表现 避免了分子的不连续性 避免了分子的不均匀性 什么是质点? 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 ? ?V ?V0 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 第三节 聚合物流变学的基本概念 这种处理方法的精确度在于分子间平均距离 分子间平均距离越小,精确度越高 例如:常温常压下, 气体相邻分子间平均距离33×10-8cm左右 原子、分子尺寸仅3×10-8cm左右 蒸汽→液体:体积缩小到标准状态下的千分之一 应用连续介质模型,液体比气体精确度更高 第三节 聚合物流变学的基本概念 (3) 物理意义 流体是连续的,依附在流体上的物理参数也是连续的,可用连续函数的概念来描述流体的流动和变形。 连续可微函数 物理参数表达式: 一、流体运动的描述 1、连续介质模型 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 2、流体运动的两种描述方法 (1)拉格朗日法—质点法 (2)欧拉法—空间点法 举例比较:马拉松比赛 长江水质监测(欧拉法) 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 2、流体运动的两种描述方法 (1)拉格朗日法(lagrange)—质点法 任意质点标记: t=t0时刻,质点的空间坐标(a, b, c) 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 2、流体运动的两种描述方法 (1)拉格朗日法(lagrange)—质点法 各质点在任意时刻的空间位置: a, b, c 固定时,表示确定的某个质点运动的轨迹线 t 固定时,表示t时刻各质点所处的位置分布 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述 2、流体运动的两种描述方法 (1)拉格朗日法(lagrange)—质点法 研究流场中每一个流体质点的运动,分析运动参数随空间、时间的变化规律,然后综合所有质点的变化特点,得到整个流场的运动规律。 第三节 聚合物流变学的基本概念 一、流体运动的描述

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