1流体与流体中的传递现象四川大学化工原理.ppt

第一章 流体 (Fluid) 与流体流动 (Flow) 的基本概念 物质的三种形态 分子间距 连续介质假定(Continuum hypotheses) 流体的受力 流体的受力 流动体系与流型( Flow system and flow type ) 流动体系与流型( Flow system and flow type ) 层流与湍流 (Laminar and Turbulent Flow) 层流与湍流 (Laminar and Turbulent Flow) 流型判别的依据——雷诺准数 (Reynolds number) 流动边界层 (Boundary Layer) 流动边界层的发展 边界层分离现象 (Boundary layer separation) 边界层分离现象 (Boundary layer separation) 流体流过管束 流体流过管束 扩散现象与扩散定律Diffusion phenomena and diffusion laws 动量扩散与牛顿粘性定律Momentum diffusion and Newtonian viscous law 动量扩散与牛顿粘性定律 动量扩散与牛顿粘性定律 动量扩散与牛顿粘性定律 动量扩散与牛顿粘性定律 牛顿粘性定律与牛顿流体（Newtonian fluid） 非牛顿流体（Non-Newtonian fluid） 非牛顿流体（Non-Newtonian fluid ） 非牛顿流体（Non-Newtonian fluid ） 非牛顿流体（Non-Newtonian fluid ） 非牛顿流体（Non-Newtonian fluid ） 非牛顿流体（Non-Newtonian fluid ） 非牛顿流体（Non-Newtonian fluid ） 非牛顿流体（Non-Newtonian fluid ） 热量扩散与傅立叶热传导定律 (Heat diffusion and Fourier’s law) 质量扩散与费克定律 (Mass diffusion and Fick’s law) 流体运动的描述方法 欧拉（Euler, L. 1707-1783）法： 流场及其数学表达 标量场和矢量场（Scalar field and Vector field） 迹线和流线（Trajectory and Streamlines） 迹线和流线（Trajectory and Streamlines） 随体导数与梯度（Substantial derivative and Gradient ） 随体导数（Substantial derivative） 随体加速度（Substantial acceleration） 梯度（Gradient） 宾汉塑性流体（Bingham plastics） ?y —— 屈服应力（threshold shear stress） K —— 宾汉粘度 n —— 流变指数（flow behavior index） K —— 稠度系数（flow consistency index） ?a —— 表观粘度 幂律（power law）流体 n1 —— 假塑性流体（Pseudoplastic fluid） n=1 —— 牛顿流体（Newtonian fluid） n1 —— 涨塑性流体（Dilatant fluid） —— 傅立叶热传导定律 导热系数（Thermal conductivity） 热量浓度 热量扩散通量的推动力 热量扩散系数 热量浓度梯度 —— 费克第一扩散定律 扩散系数 质量浓度 质量浓度梯度 质量互扩散系数 质量扩散通量的推动力 拉格郎日（Lagrange, J. 1736-1813）法： 把流体的运动看作是无数个质点运动的总和，以个别质点为观察对象加以描述，整个流动为各质点运动的汇总。 质点用起始时刻的坐标（a, b, c）进行识别，其位移为 拉格郎日变数：a, b, c, t 以流动的空间为观察对象，观察不同时刻各空间点上流体质点的运动参数，将各时刻的情况汇总可描述整个流动。 每时刻各空间点都有确定的运动参数，空间区域即流场 欧拉变数：x, y, z, t 直角坐标和单位矢量 运动流体的参数是三维空间及时间的连续分布函数。 数学上将某物理量随空间和时间的连续分布函数称为该物理量的场。 流体力学中，将流体运动的全部范围称为流场。 流场：速度场、温度场、浓度场、压强场等。 流场的一般概念 x z y o i k j r 矢量场：既有大小，也有方向 标量场：只有数量的大小，例：密度场、温度场 流线：某时刻整个流动空间中的一条想象的矢量线，该线上任意点的切线方向代表了此时刻该点的流速方向。由于同一时刻同一点处的流