流体力学-不可压缩流体的一维层流流动.ppt

内蒙古工业大学工程流体力学电子课件所以切应力方程（5-29a）（5-29b）第32页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件速度方程边界条件（5-30a）（5-30b）第33页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件最大速度、平均速度与体积流量第34页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件液膜厚度应用说明直线型层流流动Re＜4～25，雷诺数的定义为第35页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件第36页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件第37页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件第38页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件5.4.2竖直圆管外壁的降膜流动竖直圆管外壁的降膜流动特点切应力微分方程（5-38a）第39页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件切应力分布方程将代入上式，得速度微分方程积分，得：边界条件为第40页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件积分常数竖直圆管外壁的降膜流动的切应力与速度分布为第41页,共42页，星期六，2024年，5月*感谢大家观看第42页,共42页，星期六，2024年，5月关于流体力学-不可压缩流体的一维层流流动内蒙古工业大学工程流体力学电子课件如图所示，一维流动的牛顿剪切定律为其中的第一个下标表示y切应力所在平面的法线方向，第二个下标x表示切应力的作用方向。（3）将式（5-2）代入（5-1），获得流体流动微分方程。（5-2）5.1.2常见边界条件常见的流场边界条件为：固壁-流动边界由于流体的粘滞性，故与流体接触的固体壁面上的速度等于固体壁面的速度。第2页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件液体-气体边界液相切应力在汽液边界上为零，或液相速度梯度在气液边界上为零。液体-液体边界液-液界面两侧的速度或切应力相等。5.1.3流动条件说明不可压缩——流体密度为常数；一维流动——流体只在一个坐标方向上流动，且流体速度变化也只与一个空间坐标有关；层流——平行流动的流体层之间只有分子作用，牛顿剪切定律成立；湍流——流速较高，存在随机脉动，引起流体层之间的强烈扰动；第3页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件充分发展流动——流体速度沿流动方向没有变化的流动。5.2狭缝流动分析狭缝流动——两块足够大的平行平版之间的流动。狭缝流动特点——（1）板间距大大小于板的横向尺度，可忽略端部效应，将流动视为充分发展流动；（2）狭缝的水利直径很小，介质粘度较大，流动处于层流。压差流——由于进口两端的压力差产生的流动；剪切流——由于两壁面的相对运动产生的流动。第4页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件5.2.1狭缝流动的微分方程如图示，平壁间距为b，下壁面固定，上壁面以速度U平行下壁运动。第5页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件如图（b）微元体，流动是充分发展流动，在x方向（5-1）简化为力平衡方程。第6页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件切应力方程其中X方向的充分发展流动（5-3a）（5-3b）第7页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件速度方程（5-4a）（5-4b）应用条件切应力方程（5-3）对于牛顿流体和非牛顿流体均适用；速度方程（5-4）只适用于牛顿流体。第8页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件5.2.2狭缝流动的切应力与速度分布边界条件第9页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件切应力与速度分布平均速度和流量（5-8）第10页,共42页，星期六，2024年，5月内蒙古工业大学工程流体力学电子课件应用说明（1）固定壁面的压差流，U=0；（2）仅由壁面运动产生是剪切流，。（3）流体在垂直狭缝中向下流动，β=0。（4）流体在水平