到处都是各类型的管道 当您进入任何一个化工生产 基地肘,您会发现什么?
当您进入任何一个化工生产 基地时，您会发现什么？
流体是可以流动的物体 流体特性参数:密度(自学) 定义 数据获取途径 与温度、压力的定性关系 单位制 计算:理想气体;气体、液体混合物
流体特性参数：密度（自学） – 定义 – 数据获取途径 – 与温度、压力的定性关系 – 单位制 – 计算：理想气体；气体、液体混合物
流体的受力 处于重力场中的流体,无论运动与否都受到力的作用。 连续介质的受力服从牛顿定律。 场力或体积力(质量力):非接触力,大小与流体的质量成 正比,例如:重力,离心力,电磁力等 F=ma=pva 重力场—重力加速度 离心力场—离心加速度 表面力:接触力,大小与和流体相接触的物体(包括流体本 身)的表面(或假想表面)积成正比,例如:压强和应力 压强被视为外部作用力(包括流体柱自身的重力)在流体中 的传播,其方向始终与作用面相垂直;无论流体运动与否, 压强始终存在,静止流体中的压强称为静压强。在流体空间 的任一点处,静压强数值相等地作用在各个方向
流体的受力 场力或体积力（质量力）：非接触力，大小与流体的质量成 正比，例如：重力，离心力，电磁力等 表面力：接触力，大小与和流体相接触的物体（包括流体本 身）的表面（或假想表面）积成正比，例如：压强和应力 F = ma = Va 处于重力场中的流体， 无论运动与否都受到力的作用。 连续介质的受力服从牛顿定律。 重力场——重力加速度 离心力场——离心加速度 压强被视为外部作用力（包括流体柱自身的重力）在流体中 的传播，其方向始终与作用面相垂直；无论流体运动与否， 压强始终存在，静止流体中的压强称为静压强。在流体空间 的任一点处，静压强数值相等地作用在各个方向
流体的受力 用压力计( manometer)测定压强 当真实压强大于大气压强时称为表压、当真实压强小于大气 压强时称为真空度。 真实压强=大气压强 +表压 -真空度 流体受力会产生形变 正应力:与压缩(或扩张)形变相对应的应力,方向与作用 面相垂直。 剪应力:与剪切形变相对应的应力,方向与作用面相平行。 表面张力:存在于不同流体的相邻界面,使液体表面具有收 缩的趋势。其大小用表面张力系数G来表示,其单位为 N/m。其大小对于流体的分散和多相流动与传热传质有 重要影响
流体的受力 − + = 真空度 表压 真实压强 大气压强 正应力：与压缩（或扩张）形变相对应的应力，方向与作用 面相垂直。 剪应力：与剪切形变相对应的应力，方向与作用面相平行。 表面张力：存在于不同流体的相邻界面，使液体表面具有收 缩的趋势。其大小用表面张力系数 来表示，其单位为 N/m。其大小对于流体的分散和多相流动与传热传质有 重要影响。 用压力计（manometer）测定压强 当真实压强大于大气压强时称为表压、当真实压强小于大气 压强时称为真空度。 流体受力会产生形变
压力 表面力 (或接包力) 剪切力 流体弦力 重力 体积 (或场力) 离心力 固体—位能、动能 机减能 机械运动状态) 能量 流体多一压力位能、动能、静压能 热力学能 热力学状态
流动是流体的连续形变 液体形变及其根本原因 剪切力 Aut
液体形变及其根本原因 流动是流体的连续形变 剪切力
实验证明,对许多种流体,当流动是层状流(如 流动较慢)时,力F与△U、板面积A成正比,与△y 成反比 u F=p A F△a 牛 au 取极限,即△y0 黏&粘 A 牛顿粘性定律 比例系数:粘度μ 顿粘性定律 剪切疝力τ 法向速度梯度 牛顿流体,与非牛顿流体 牛顿粘性定律是牛顿流体在作层流流动时的过程 特征方程
牛 顿 粘 性 定 律 • 实验证明，对许多种流体，当流动是层状流(如 流动较慢)时，力F与u、板面积A成正比，与y 成反比． • 牛顿粘性定律 –比例系数：粘度 –剪切应力 –法向速度梯度 • 牛顿流体，与非牛顿流体 • 牛顿粘性定律是牛顿流体在作层流流动时的过程 特征方程 A y u F = y u A F = = dy du 取极限，即y→0 = 7 黏 & 粘
·剪应力τ与速度梯度dudy成正比,而与法向压力无 关。这与固体表面摩擦力规律不同(与正压力成正 比)。 ·粘度μ是流体的物性,因流体而异,且随温度、压 力而变化: 气体粘度远小于液体; 气体粘度随温度上升而增加,压力高时对粘度略有影响 液体粘度随温度上升而降低,压力影响不考虑 粘度单位:Pas、P、cP (自学)量纲推导、单位换算 牛顿粘性定律 混合物粘度 yu; M 气体:=台 ∑y,M"3 液体:g=∑xgA 论 ·注意速度梯度的方向(正负) μ和τ都是有限值,所以,速度梯度duc为有限值, 即速度变化是连续的,边界无“滑移
牛 顿 粘 性 定 律 讨 论 • 剪应力与速度梯度du/dy成正比，而与法向压力无 关。这与固体表面摩擦力规律不同(与正压力成正 比)。 • 粘度是流体的物性，因流体而异，且随温度、压 力而变化： – 气体粘度远小于液体； – 气体粘度随温度上升而增加，压力高时对粘度略有影响； – 液体粘度随温度上升而降低，压力影响不考虑。 • 粘度单位：Pas、 P、cP – （自学）量纲推导、单位换算 • 混合物粘度： • 注意速度梯度的方向（正负） • 和都是有限值，所以，速度梯度du/dy也为有限值， 即速度变化是连续的，边界无“滑移”。 = 0.5 0.5 ii i i i i y M y M 气体： = i i 液体： lg x lg 8
非牛顿流体(Non- Newtonian fluid)-了解 高分子熔体和溶液、表面活性剂溶液、石油、食品以及含微 细颗粒较多的悬浮体、分散体、乳浊液等流体在层流时并不 服从牛顿粘性定律,统称为非牛顿流体 du du/dv 塑型流体 d 非牛顿流体的粘度不再为 涨塑流体牛顿型流体 常数而与dx/dy有关 假塑型流体
= = y u f u y d d d /d 高分子熔体和溶液、表面活性剂溶液、石油、食品以及含微 细颗粒较多的悬浮体、分散体、乳浊液等流体在层流时并不 服从牛顿粘性定律，统称为非牛顿流体 非牛顿流体的粘度 不再为 一常数而与 dux / dy 有关 非牛顿流体（Non-Newtonian fluid）-了解 牛顿型流体 塑型流体 涨塑流体 假塑型流体 du/dy y
非施体( NonNewtonian fluid) 景溶液
非牛顿流体（Non-Newtonian fluid ）