[高等教育]傳輸原理教案第1章流體-資料下載頁
2025-02-21 05:29本頁面
【正文】 動量傳輸 35 層流與紊流的形成，是由流體質點流動時的 慣性力和所受 粘性力 的比值決定的。 ? 粘性力大 —— 層流 。由于粘滯性的存在，在管道中流動的流體自然出現(xiàn)分層流動，各流體層只作相對滑動而彼此不相混合 。 ? 慣性力大 —— 紊流 。流體不再保持分層流動，流動顯得紊亂且不穩(wěn)定 。 第一篇 ：動量傳輸 第一章 流體及其流動 流體的流動 流體的流動形態(tài) 36 ? 層流與紊流可以用雷諾數(shù)來判別 ?圓管雷諾數(shù) ＝慣性力 / 粘性力 下臨界雷諾數(shù)（層流開始變紊流）： ReCr ＝ 2100～ 2320 上臨界雷諾數(shù) （穩(wěn)定紊流）： Re’Cr ＝ 10000～ 13800 ReCr Re Re’Cr 過渡區(qū) ?非圓管的雷諾數(shù) R－水力半徑 R=流體有效截面積 / 潤濕周長 5 Re 500 過渡區(qū) 明渠 ： 300 第一篇 ：動量傳輸 第一章 流體及其流動 流體的流動 流體的流動形態(tài) 37 ? 血液在血管中流動 0 Re 1000 層流 1000 Re 1500 過渡流 Re 1500 湍流 第一篇 ：動量傳輸 第一章 流體及其流動 流體的流動 流體的流動形態(tài) 38 圓管中流體的流速分布 （ p15） 圓管長度 L，半徑 R，粘度 η， 左端凈壓 p，層流，流速 v 其中半徑為 r的圓柱面，其上粘性力＝ ?2 ?rL，壓力 =p?r2 ∴ ?2 ?rL = p ?r2 邊界條件： r=R時， v=0 積分得： 把邊界條件代入，得 C = pR2/4ηL 第一篇 ：動量傳輸 第一章 流體及其流動 （ 120） 得微分方程： 39 平均流速： 流量： 亥根－泊肅葉公式 對于紊流：管壁流速為零 。中心流速最大 。 經驗式 ： 第一篇 ：動量傳輸 第一章 流體及其流動 圓管中流體的流速分布 （ p15） 40 緒論、第一章 流體及其流動 總結 ? 基本要求： 掌握傳輸過程的概念以及研究動量、熱量、質量傳輸現(xiàn)象的意義。 ? 重點： 熱態(tài)成形過程中傳輸現(xiàn)象以及研究動量、熱量、質量傳輸現(xiàn)象的意義。 ? 流體概念？流體包括哪些？流體的力學性質？ ? 連續(xù)介質模型 ? 流體的壓縮性和熱脹性，概念和表達式 ? 牛頓粘性定律，應用計算 ? 理想流體、牛頓流體、非牛頓流體概念、特性曲線 ? 層流、過渡區(qū)、紊流、 雷諾數(shù) 41 第一篇 ：動量傳輸 第一章 流體及其流動 習題作業(yè)： 1. 流體概念： 2. 流體包括：液體和氣體；另外帶有固相顆粒、液相顆粒的氣體；含有固相顆粒、液相顆粒、微小氣泡的液體（如懸濁液、乳濁液等）。 3. 流體的特點（與固體比較） 4. 4. 流體的力學性質 5. 流體的連續(xù)介質模型 : ? 6. 流體的壓縮性 ? 7. 流體的熱脹性 ：是指流體在其本身溫度提高時，其體積增大的特性。 ? 8. 牛頓粘性定律 ? 牛頓型與非牛頓型流體： ? 層流概念： 流體沿管軸方向流動時，流束之間或流體層與層之間彼此不相混雜，質點沒有徑向的運動，都保持各自的流線運動。這種流動狀態(tài)，稱為 “ 層流運動 ” 。 ? 紊流概念： 管中流速再稍增加，或有其它外部干擾振動，則有色液體將破裂、混雜成為一種紊亂狀態(tài)。這種運動狀態(tài)，稱為 “ 紊流運動 ” 。 ? 16. 層流與紊流的形成，是由流體質點流動時的慣性力和所受粘性力的比值決定的。 ? 汽缸內壁的直徑 D=12cm，活塞的直徑 d=，活塞長度 L=14cm，活塞往復運動的速度為 1m/s，潤滑油的 動力粘度系數(shù) μ=s, 求作用在活塞上的粘性力。
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