浙江大学：《化工原理》本科课程教学资源（PPT课件）第一章 流体力学基础 §1.3 流体流动的基本方程 §1.3.1 基本概念

第一章碗体力学基础 S1.3流体流动的基本方程 s1.3.1基本概念 稳定流动与不稳定流动 流速和流量 、粘性牛颜粘性定律 四.流动类型和雷诺数 五、几种的间导数

第一章 流体力学基础 §1.3 流体流动的基本方程 §1.3.1 基本概念 一、稳定流动与不稳定流动 二、流速和流量 三、粘性——牛顿粘性定律 四．流动类型和雷诺数 五、几种时间导数

S1.3流体流动的基本方程 质量守恒 三大守恒定律{动量守恒 能量守恒 s1.3.1基本概念 稳定流动与不稳定流动 流动参数都不随时间而变化,就称这种流动为稳定流 动。否则就称为不稳定流动。 §1.3.1基本概 2/9

§1.3.1 基本概 念 2/9 §1.3 流体流动的基本方程      能量守恒 动量守恒 质量守恒 三大守恒定律 一．稳定流动与不稳定流动 流动参数都不随时间而变化，就称这种流动为稳定流 动。否则就称为不稳定流动。 §1.3.1基本概念

s1.3.1基本概念 、流速和流量 流量质量流量,用m表示,kg/S p 体积流量,用V表示,m3/s m 「质量流速G=又称质量通量,单位为kgms 流速体积流速-均流速a= AA,单位ms 点速度v,单位m/s G m=GA= puA §1.3.1基本概 3/9

§1.3.1 基本概 念 3/9 §1.3.1 基本概念    V m s m kg s 体积流量，用 表示， 3 质量流量，用 表示， 流量 m  V A m G  又称质量通量，单位为 kg/m2 s G  u m  GA  uA  点速度 v，单位m/s    体积流速 质量流速 流速 二、流速和流量 A vdA A V u A  -----平均流速   ，单位m/s

s1.3.1基本概念 、粘性—牛顿粘性定律 内摩擦力产生的原因 还可以从动量传递角度 流体内部存在内摩擦力或粘滞力加以理解: 位面积上的内摩擦力,Nm 速度梯度 牛顿粘性定律 小y 动力粘度 简称粘度 §1.3.1基本概 4/9

§1.3.1 基本概 念 4/9 §1.3.1 基本概念 dy dv x    ----------------牛顿粘性定律 单位面积上的内摩擦力， 2 N m 速度梯度 动力粘度 简称粘度 三、粘性——牛顿粘性定律 v 内摩擦力产生的原因 还可以从动量传递角度 流体内部存在内摩擦力或粘滞力 加以理解:

s1.3.1基本概念 非牛顿型流体 塑性流体 牛顿流体 e塑性流体 假塑性流体 dv/dv §1.3.1基本概 9

§1.3.1 基本概 念 5/9 §1.3.1 基本概念  塑性流体 牛顿流体 涨塑性流体 假塑性流体 dv/dy 非牛顿型流体

s1.3.1基本概念 7= 粘度p 物理意义:衡量流体粘性大小的一个物理量 单位:= N/m2_NS=Pa dv/dy /s 1Pa·s=10P=1000cP 1P=100cP 获取方法:属物性之一, 由实验测定、查有关手册或资料、用经验公式计算 影响因素:主要有体系、温度、浓度T个,H1、,n↑ §1.3.1基本概 6/9

§1.3.1 基本概 念 6/9 §1.3.1 基本概念 dy dv x      Pa s m N s m m s N m dv dy             2 2   1P  100cP 1Pa  s  10P  1000 cP 主要有体系、温度、浓度 T ,  L ,  G  物理意义：衡量流体粘性大小的一个物理量 单位： 获取方法：属物性之一， 由实验测定、查有关手册或资料、用经验公式计算。 影响因素： 粘度：

s1.3.1基本概念 四.流动类型和诺数 雷诺实验□ 层流或滞流 laminar flow 两种流动型态 湍流或紊流 turbulent flow 雷诺数Re= 惯性力 m/d粘性力 m_= 1 Kg 无因次 N·s/m §1.3.1基本概 7/9

§1.3.1 基本概 念 7/9 §1.3.1 基本概念  du Re    0 0 0 2 3 Re m kg s N s m m kg s m m du               无因次 u d u   2  粘性力 惯性力  四．流动类型和雷诺数 雷诺数 雷诺实验 层流或滞流 laminar flow 湍流或紊流 turbulent flow 两种流动型态

s1.3.1基本概念 直管内流动时,Re≤2000 层流 Re=2000~4000过渡区 Re>4000 湍流 §1.3.1基本概 8/9

§1.3.1 基本概 念 8/9 §1.3.1 基本概念 直管内流动时，Re2000 层流 Re=20004000 过渡区 Re>4000 湍流

s1.3.1基本概念 五、几种时导数 1.偏导数 2.全导数 dt d aa dx a dy a dz dt at ax dt ay dt az dt 3.随体导数 D 若dx/dt= Vx dy/dt=vy、dz/dt=vz D Dt at a 对流导数项 §1.3.1基本概 9/9

§1.3.1 基本概 念 9/9 §1.3.1 基本概念 u 1．偏 导数 t  2． 全导数 dt d 3．随体导数 Dt D dt dz dt z dy dt y dx dt t x d             若 dx/dt =vx、dy/dt =vy、dz/dt =vz z v y v x v Dt t D x y z             u 五、几种时间导数 对流导数项