大学课件 化工原理上 第1章 流动3.PPT
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1、 1静力学方程的应用 (1)压力测量 测压管和气压计 气压计 测压管 Pa = gh 小结 P = gh(表压) U形管压差计 倾斜液柱压差计 微差压差计 倒U形管压差计 1 2. 流体动力学 (1)流量与流速 (2)稳态流动及非稳态流动 (3)连续性方程 (2)液封高度 2 m 条件: (1)不可压缩理想流体,稳态流动, 与外界无能量交换 (2)不可压缩流体 或压力变化( (P1-P2)/P10 du/dy 0 0 hf 0 23 4. 流体类型 (1)牛顿型流体:符合牛顿粘性定律的流体。 气体及大多数低分子量液体是牛顿型流体 (2)非牛顿型流体 a表观粘度,非纯物性, 是的函数 24 非牛
2、顿型流体 假塑性流体:表观粘度随速度梯度的增大而减小。 几乎所有高分子溶液或溶体属于假塑性流体 胀塑性流体:表观粘度随速度梯度的增大而增大 淀粉、硅酸盐等悬浮液属于胀塑性流体 粘塑性流体:当应力低于0时,不流动;当应力高于0时 ,流动与牛顿型流体一样。0称为屈服应力 如纸浆、牙膏、污水泥浆等 触变性流体:表观粘度随时间的延长而减小 如油漆等 粘弹性流体:既有粘性,又有弹性。当从大容器口挤出时, 挤出物会自动胀大 如塑料和纤维生产中都存在这种现象 25 0 d u /d y 粘塑料流体 假塑料流体 胀塑料流体 C B A D A-牛顿流体;B-假塑性流体; C-宾汉塑性流体;D-胀塑性流体; 牛
3、顿流体与非牛顿流体剪应力与速度梯度的关系 26 1.4.2 流体流动的类型-层流及湍流 1、雷诺试验 1883年, 英国物理学家Osbone Reynolds作了如下实验 D B A C 墨水流线 玻璃管 雷诺实验 27 湍流:主体做轴向运动,同时有径向脉动 特征:流体质点的脉动 层流: * 流体质点做直线运动 * 流体分层流动,层间不相混合、不碰撞 * 流动阻力来源于层间粘性摩擦力 过渡流:不是独立流型(层流+湍流), 流体处于不稳定状态(易发生流型转变) 生产中,一般避免过渡流型下操作。 28 2、雷诺试验现象 两种稳定的流动状态:层流、湍流 用红墨水观察管中水的流动状态 (a) 层流 (b) 过渡流 (c) 湍流 29 3、实验分析 (1)影响状态的因素: d , u , , Re是无因次数群: (2)圆形直管中 Re2000 稳定的层流 Re 4000 稳定的湍流 2000 Re 4000 不稳定的过渡流 30 此时,流体处于 不稳定的状态,可能是层流, 也可能是湍流,取决于流体进入导管的状态、 管壁粗糙程度以及周围有无震动等因素。 Re 特征数的大小,不仅作为层流与湍流的判 断依据,而且在传热、传质等其他很多方面广 泛的使用。 Re的使用中应注意: 单位统一 有时是直径,有时是别的特征长度。 31 作业:P87 13、16、17 32
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