傳遞過程導(dǎo)論ppt課件-文庫吧資料
2025-05-13 12:22本頁面
【正文】 層流 穩(wěn)定 2100 Re 10000 過渡流 介穩(wěn) Re 10000 湍流 穩(wěn)定 臨界雷諾數(shù) Rexc=2100 Re數(shù)的物理含義： Re ? 慣性力粘性力3 2 2/UM a L L ULU??慣性力 ? ? ? ?d U UA A L L Ud y L? ? ? ?? ? ? ?2粘性力L U L U ReLU????? ? ?22慣性力粘性力 管內(nèi)層流 管內(nèi)層流速度分布 ——拋物線分布 zruUR????????2221 管道沿程阻力 ——壓降 LpUD? ? ??? 212 Re? ? 64摩擦阻力系數(shù) ? ? ? ? ? ?zLF p p r d r r L d r d r L? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?0 2 2 2動(dòng)量變化率： 動(dòng)量守恒： 薄殼圓環(huán)微元控制體 ? ?zWu? ? 0合力： Lppdr d r L?? ??? 0 管內(nèi)層流速度分布 ——拋物線分布 ? ? Ldr pp1r d r L? ?? 0Lppr r CL???? 20112rC???10, 0=0Lpp rL??? 012 積分： 邊界條件： 牛頓流體： zdudr????zLr R uppCRL?????? 202,014 積分： 邊界條件： z Ldu pp rd r L???? 012Lzppu r CL??? ? ?20214? ?Lz ppu R rL? ??? 22022 速度分布： LzAppRV u d AL?????? 4 08哈根 泊謖葉方程 流量： zruUR????????2221LppVRUAL???? 2 08 平均速度： 速度分布： ? ?Lz ppu R rL? ??? 22022 速度分布： 家用燃?xì)鉄崴饕蛎簹鈮毫^小致使水溫偏低，若將原有 1/2英寸 (內(nèi)徑 ? )的 煤氣管道用 3/4英寸 (內(nèi)徑 ? )管道替換 。 動(dòng)量守恒 x x xy y yz z zF W U W UF W U W UF W U W U?????????212121例 25 飛 盤 現(xiàn)象問題 旋轉(zhuǎn)飛盤能在空中平行飛行 物理模型 數(shù)學(xué)模型 控制體 動(dòng)量守恒定律 F WU WU? ?? 21飛盤 下面氣體： 上面氣體： 解析結(jié)果 ? ?y y yyF WU WU W U WUF F WU??? ? ? ? ? ?? ? ? ?2110? ? ? ?? ?yF W U W U W U UF W U U? ??? ? ? ? ? ????2飛盤受力： yF F F G W U G? ?? ? ? ? ?21問題：固定噴嘴所需的力 xRF P A F? ??11xW U W U W U? ?? 21()動(dòng)量變化率： 合力： 解：選控制體，以 表壓 計(jì)。 LU U g R? ? ?? ? ?22211 ( ) ( )2V U A U A??1 1 2 2例 24 吹火筒 嘴靠近 嘴遠(yuǎn)離 Up? ??212 常數(shù)問題探討 水沖真空泵（水老鼠） 課后思考 ？ ，為什么要站在安全線后？ F t m u m u?? ? ? ?21F WU WU? ?? 21牛頓第二定律： 對(duì)定常管流： 矢量式可用 x， y， z 方向的分量式計(jì)算。 機(jī)械能守恒 課外鏈接 歐拉方程 參考書：戴干策 、 陳敏恒編著， 《 化工流體力學(xué) 》 化學(xué)工業(yè)出版社， 1988， P148152 沿流線積分 無旋條件下積分 伯努利方程 （同一根流線上） 伯努利方程 （不同流線之間） 例 22 虹吸 原理：伯努利方程 控制面： A— B U p g z U p g z? ? ? ?? ? ? ? ?221 1 1 2 2 21122U 2 g h??hU? ? ?? ?p g h h U p??? ? ? ?20 2 1 012問題探討 問題： Δh?， U ? ？ U g h?? 2Cp p g h???0220℃ 下 飽和水蒸汽壓強(qiáng)： 2334Pa 解：應(yīng)用伯努利方程 U p U p????221 1 2 211 +22Lp p g R g R??? ? ?12LgVRAA????????????22212111例 23 文丘里流量計(jì) 已知：流體流經(jīng)如圖管道，密度ρ；指示液密度 ρ L。 分子熱運(yùn)動(dòng) 碰撞 交換 完成傳遞 ? ?A AWA AWCC e rfCC ?? ??0AByDt? ? 4式中： ? ?WWTT e r fTT ?? ??0yt? ? 4a式中： 例 18 半無限大平壁非 定常分子傳遞現(xiàn)象 問題探討 動(dòng)量傳遞中類似的現(xiàn)象？ 課后思考 、傳質(zhì)中何種現(xiàn)象類似？ ？ hchcTTQh A kA h A?????11？ ？ xuUh?y第二章 有限控制體分析 — 守恒原理 生成速率特征量輸出速率特征量輸入速率特征量變化速率特征量 ???確定對(duì)象及范圍： 控制面 控制體 質(zhì)量守恒 流體在管道內(nèi)流動(dòng) 進(jìn)： W1=ρ 1 U1 A1 出： W2=ρ 2 U2 A2 dM U A U Adt ????1 1 1 2 2 2dMdt累積： 生成： R = 0 根據(jù)質(zhì)量守恒原理 不可壓流體 ρ 1 =ρ 2 U1 A1 = U2 A2 dMdt ? 0對(duì)定常 例 21 高位槽加料 高位槽加料時(shí)，若出料和進(jìn)料速度恒定，求槽內(nèi)液位上升速度。如何控制其 緩釋速率。 AA A r ArrdCC J Mdr ?? ? ?0根據(jù)質(zhì)量守恒原理 ? ? ? ?Ar Ar Arr J r dr J dJ??? ? ? ? ?2244忽略高階小量，得 Ar Ard J Jd r r??2（ CA0、 CAW 恒定） 積分 ArCJr?12 AA r A BdCJDdr??AABd C CDd r r??12再積分 ACCCr???12代 費(fèi)克定律 得 邊界條件 薄膜內(nèi)濃度分布 AAA A Wr r , C Cr r , C C????? ? ? ??000AAAW ArCC rrCCr ???????0000011緩釋速率 ? ?A Ar rrAABrrAB A AWM r JdCrDdrD C Crr????????? ? ?????00202000044211 問題探討 緩釋速率的控制 藥粒濃度 CA0，薄膜材料 DAB，薄膜厚度 δ。 將湖水簡(jiǎn)化為半無限大平壁，氧擴(kuò)散為非 定常分子擴(kuò)散。 ? ?A AWA AWCC e rfCC ?? ??0 AByDt? ? 4式中： 查誤差函數(shù)表得 已知： CA0 = ?105 kmol/m3，
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