化工传递过程课件.ppt

流體沿平板壁面流動時層流邊界層計算(5-27)流體沿平板壁面流動時湍流邊界層的計算計算出邊界層厚度δ、流體對板面施加的總曳力Fd、平均曳力係數CD等。δ利用邊界層積分動量方程：要點總結邊界層理論；普蘭德邊界層方程的推導，數量級簡化；邊界層積分動量方程的推導邊界層分離湍流Re2000層流；2000Re4000～12000，過渡流；Re4000～12000 湍流湍流流動湍流的特點、起因及表徵1、在流場的定點處，質點的高頻脈動（流速和壓力）是湍流最基本的特點；2、流體的速度分佈較層流均勻；3、質點相互混合、碰撞產生的阻力較流體粘性產生的阻力大的多；4、在管壁附近仍會維持一層極薄的層流內層。連續性方程與運動方程連續性方程（微分品質）微分能量方程運動方程（微分動量）湍流時的流體運動方程湍流的半經驗理論普蘭德動量傳遞理論對湍流的機理先提出某些假設，然後結合實驗結果在雷諾應力與時均速度分量之間建立一種關係。流體沿平板壁面流動時湍流邊界層的計算計算出邊界層厚度δ、流體對板面施加的總曳力Fd、平均曳力係數CD等。δ利用邊界層積分動量方程：要點總結湍流的特點、起因和表徵；雷諾方程、雷諾轉換與雷諾應力；普蘭德動量傳遞理論；混合長；園管中的湍流；湍流邊界層的計算熱量傳遞概論與能量方程概論熱量傳遞重要意義：總公司“九五”計畫，粗銅冶煉能耗由1.3T標煤→0.6-0.7T,氧化鋁由1.7T→1.5T熱量傳遞與動量、品質傳遞有密切關係：（通量）＝—（擴散係數）×（濃度梯度）ν，α，DAB分別稱為動量擴散係數、熱量擴散係數和品質擴散係數熱量傳遞的複雜性和特殊性動量、熱量和品質傳遞可能同時存在，相互影響；可能伴隨相變、化學反應等發生；能量傳遞有對流、導熱、輻射等多種形式7-1能量方程的推導能量守衡（熱力學第一定律）出＋累積＝入,出—入＋累積＝0拉格朗日觀點，取微元，跟隨觀察流體內能增長率＝加入流體微元的熱速率＋表面應力對流體微元所做功對流體微元加入的熱速率加入的熱能：①由環境流體導入流體的熱能；②流體微元內部所釋放，如化學反應、核反應等，用q*表示，單位為J/m3.s。對流體微元加入的熱速率x方向：y方向：z方向：入出入—出zxydzdxdy(x,y,z)對流體微元加入的熱速率微元體總的（入—出）：勢流勢流理想流體的運動微分方程，Eulerequation.由於邊界層靠近壁面處，存在很大剪切效應，所以此處不適合。在遠離壁面處，則基本正確。流線與流函數電場電力線；電場中的一系列曲線，曲線上每一點的切線方向都與該點處的場強E的方向一致。磁場磁力線；流場流線。在給定的瞬間θ，流場中的這樣一條曲線，落線上上的每一個質點的流速方向必定在該點處與該曲線上的切線相重合。流線一般為曲線，有時也為直線。流線性質在給定的瞬間θ，流場中每一空間點都有一條流線經過，流場中的流線是一曲線族；流線和流線族具有暫態性（時時刻刻變化）在同一瞬間，空間中每一點只能有一條流線通過，流線不能相交。穩態時，流線與跡線重合。跡線：一質點的運動軌跡。流線方程u流線TBAdsyzx流線與跡線方程形式基本相同；跡線—θ為獨立的引數；流線—θ為參變數，瞬間；穩態時二者相重合。二維平面上流線微分方程跡線錄影二個燃燒噴嘴流線圖流函數平面流：流體在平行的諸平面上的運動情況完全相同。三維→二維。設流體為不可壓縮、穩態。任意兩條相鄰流線間的品質流率：Ψ＋3dψ1ψ342uxdyΨ＋3dψΨ＋2dψuds-uydxxy流函數流函數ψ：通過基準流線附近垂直於紙面方向上的一個單位厚度這樣的流道所構成的截面流動的體積流率，（m3/m.s)Ψ＋3dψ1ψ342uxdyΨ＋3dψΨ＋2dψuds-uydxxy流函數總結N-S方程的應用；爬流和勢流概念；流線與流函數；邊界層流動邊界層的概念在實際流體沿固體壁面流動時，緊貼壁面的一層極薄的流體，將附在壁面不滑脫，即壁面上的流體流速為零。在與流體流動垂直方向上，流速由壁面上零值迅速增大而趨近於一定值（速度梯度大）。∵