化工笔记——粘度-流体流动(层流-湍流)-阻力损失.pptVIP

一、粘度（黏度） 粘度的定义 不同流体的流动性能不同，是因为流体内部质点间做相对运动时存在不同的内摩擦力。 质点：有质量，无体积和形状的点。用来代替物体的有质量的点，理想模型，实际不存在。 粘性：表示流体流动时产生内摩擦力的特性。 实际流体都具有粘性，差别很大。如空气和水，粘性较小；甘油粘性较大。 一、粘度（黏度） 粘度的定义 粘性是流动性的反面，粘性越大，流动性越小。 流体产生阻力的根源：由于流体具有粘性，流动时流体克服内摩擦力做功，将流体的一部分机械能转变为热能而损耗。 一、粘度（黏度） 粘度的定义 粘度是反映流体粘性大小的物理量。 同样流动情况下，流体的粘度越大，流体流动时产生的内摩擦力越大。 粘度是流体的物性之一，由实验测定。与流体种类、温度、压力有关。 液体粘度随温度升高而降低，压力忽略。 气体粘度随温度升高而增大，极高或极低压力时考虑其影响。 一、粘度（黏度） 粘度的单位 国际单位制下，粘度单位为μ=Pa.s 物理单位制用cP（厘泊） 1cP=10-3Pa.s 运动粘度：流体的粘性还可以用粘度μ与密度ρ的比值表示，称为运动粘度，以符号ν表示。 ν=μ/ρ 单位为m2/s。运动粘度也是流体的物理性质。 一、粘度（黏度） 粘度单位换算 　1厘泊(1cP)=1毫帕斯卡.秒 (1mPa.s) 　 100厘泊(100cP)=1泊 (1P) 　 1000毫帕斯卡.秒 (1000mPa.s)=1帕斯卡.秒 (1Pa.s) 　 1000微 帕斯卡.秒（1000μ Pa.s）=1毫帕斯卡.秒 (1mPa.s) 一、粘度（黏度） 粘度的作用 粘度对各种润滑油、质量鉴别和确定用途，及各种燃料用油的燃烧性能及用度等有决定意义。 一、粘度（黏度） 粘度举例 在同样馏出温度下，以烷烃为主要组份的石油产品粘度低，而粘温性较好，即粘度指数较高，也就是粘度随温度变化而改变的幅度较小；含环烷烃（或芳烃）组份较多的油品粘度较高，即粘温性较差；含胶质和芳烃较多油品粘度最高，粘温性最差，即粘度指数最低。 重质燃料油粘度大，经预热使运动粘度达到18~20mm2/s（40℃），有利于喷油嘴均匀喷油。 二、流体流动的现象 两种流型——层流与湍流 1、层流（或滞流） 流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合； 二、流体流动的现象 两种流型——层流与湍流 2、湍流（或紊流） 流体质点除了沿管轴方向向前流动外，还有径向脉动，各质点的速度在大小和方向上都随时变化，质点互相碰撞和混合 在自然间中，我们常遇到流体作湍流，如江河急流、空气流动、烟囱排烟等都是湍流 二、流体流动的现象 两种流型——层流与湍流 2、湍流 二、流体流动的现象 流型判据——雷诺准数 流体的流动类型可用雷诺数Re判断 Re=duρ/μ或Re=dG/μ 式中：d——管内径，m； u——管内流体平均流速，m/s； ρ——管内流体密度，kg/m3； μ——管内流体黏度，Pa.s； G——质量流速，kg/m2.s 二、流体流动的现象 流型判据——雷诺准数 雷诺准数Re是一个无因次的数群。大量的实验结果表明，流体在直管内流动时： 当Re≤2000时，流动为层流，此区称为层流区； 当Re≥4000时，一般出现湍流，此区称为湍流区； 当2000 Re 4000 时，流动可能是层流，也可能是湍流 二、流体流动的现象 流型判据——雷诺准数 必须指出，根据Re的大小将流动分为三个区域：层流区、过渡区、湍流区，但流动类型只有两种：层流和湍流。 过渡区并不表示一种过渡的流型，只是表示该区可能出现层流，也可能出现湍流。 二、流体流动的现象 流型判据——雷诺准数 雷诺准数的物理意义 雷诺准数Re反映了流体流动中惯性力与粘性力的比值关系，标志流体流动的湍动程度。由此可见，其值越大，流体的湍动越剧烈，内摩擦力也愈大。 二、流体流动的现象 流型判据——雷诺准数 习题1，20℃水以15m3/h的流量流过φ 60mm×3.5mm的钢管，试判断水的流型。 二、流体流动的现象 流型判据——雷诺准数 习题1， 解：从附表查得20℃水的密度为998.2kg/m3,粘度为1.005×10-3Pa.s 管内径 d=(60-2×3.5)mm=53mm 水流速 u=V秒/(πd2)/4=(15/3600)/(0.785×0.0532)m/s=1.89m/s 雷诺数 Re=duρ/μ=(0.053×998.2×1.89)/（1.005×10-3）=9.95×104＞4000 所以水在管