化工原理课件流体力学与应用-201109-1(精品·公开课件).ppt

一、 牛顿粘性定律 或 F u u＋du dy 式中：F——内摩擦力，N； τ ——剪应力，Pa； ——法向速度梯度，1/s； μ——比例系数，称为流体的粘度，Pa·s 。 1.1.6 剪切力与粘度 牛顿型流体：剪应力与速度梯度的关系符合牛顿 粘性定律的流体，如水、空气 非牛顿型流体：不符合牛顿粘性定律的流体，如 血液、牙膏 流体的流变学 二、流体的粘度(viscosity) 内摩擦力的产生：黏滞力或黏性摩擦力。 流动性的反面：黏性； 粘度的物理意义 流体流动时在与流动方向垂直的方向上产生 单位速度梯度所需的剪应力。 运动的流体内部相邻流体层间，由于分 子运动而产生的相互作用力称为内摩擦力。 内摩擦力产生的条件： 黏性—内因 速度差—外因 液体 : T ↑ → ? ↓ 气体 : 一般 T ↑ → ? ↑ 超高压 p ↑ → ? ↑ 粘度的物理本质：分子间的引力和分子的运动与碰撞。 2. 粘度的单位 SI制：Pa·s 或 kg/(m·s) 物理制：cP(厘泊） 换算关系 1cP＝10-3 Pa·s 3.运动粘度 粘度μ与密度ρ之比。 m2/s 数据获得： 查取：注意单位。p.347共线图 实验测定：？ 计算：主要用于混合液体。 液体黏度共线图 三、理想流体与实际流体 理想流体：粘度为零的流体； 实际流体或粘性流体：具有粘性的流体。 课后思考题（写在课堂练习本上） 举1~3个 工艺流程论述化工单元操作、的应用 查阅资料，写出液体和气体粘度的测定方法有哪些？ 学习采用共线法查流体粘度的方法 查阅资料，了解流体的流变学 第一章流体力学与应用 流体流动是本课程的基础 流体输送： 压强、流速、流量的测量： 为强化设备提供适宜的条件 Fluid mechanics流体力学: has to do with the behavior of fluid Fluid mechanics can be divided into two branches: fluid statics, fluids at rest, fluid dynamics, fluids in motion. The fluid(water and coal gas) moves in the pump, flow meter and the pipe etc., dynamics. The fluid is quiet in box, statics For determining the diameter of pipe, need to compute the resistance of the fluid flow and transport the power that the fluid need. Transport type and model of equipments, and measure the flux and pressure of fluid 本章重点内容 流体静力学方程及应用 质量衡算和连续性方程 能量衡算和柏努利方程 流动阻力与能量损失 管路计算 1.1 流体基本性质 1.1.1 连续介质假定 1.1.2 流体的可压缩性 1.1.3 作用在流体上的力 1.1.5 压强 1.1.4 质量力与密度 1.1.6 剪切力与粘度 1.1.1 连续介质假定 假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间没有 间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。 质点：由大量分子构成的微团，其尺寸远小于设备 尺寸、远大于分子自由程。 工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究 流体。 1.1 流体基本性质 流体：液体、气体、固体颗粒悬浮于液体或气体中 1.1.2 流体的可压缩性 不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变 化，如液体； 可压缩性流体：流体的体积随压力发生变化， 如气体。 表面力：通过直接接触而作用于流体表面的力， 其大小与流体的表面积成正比。 压 力：垂直于表面的法向力； 剪切力：平行于表面的切向力。 压力 剪切力 1.1.3 作用在流体上的力 质量力: 作用于流体每个质点上的力，其大小与流