1概述 1流体流动的考察方法 1.1.1连续性假定 固体力学:考察对象单个固体,离散介质 流体力学:考察对象—无数质点,连续介质 例如点压强的考察p(正压力/面积) 气体压强p 考察面积A
质点一含有大量分子的流体微团,其尺寸 远小于设备尺寸、远大于分子平均自由程 可能性:1mm3常温常压气体含25×1015个 分子,分子平均自由程为0.1um量级 连续性假定—流体是由无数质点组成的,彼此间 没有间隙,完全充满所占空间的连续介质 目的:可用微积分和连续函数来描述流体的各种 参数
1.1.2考察方法—拉格朗日法和欧拉法 拉格朗日法—选定流体质点,跟踪观察描述 运动参数 欧拉法—一固定空间位置,考察经过此地的流体 运动参数 轨线与流线的区别 轨线是同一流体质点在不同时刻所占空间位置 的连线 流线是同一瞬时不同流体质点的速度方向连线 系统与控制体的区别 系统是包含众多流体质点的集合,与外界 无质量交换
控制体是作考察对象的某一固定空间体积,与 外界可有质量交换 化工原理关心设备中发生的事情,较多采用欧拉法 1.2流体受力 1.2.1体积力:作用于体积中的各个部位,力的 大小与体积(质量)有关。 如:重力,惯性力,离心力 1.22表面力:分解成一垂直于作用面一压力p 平行于作用面一一剪切力τ
1.2.3流体粘性 面积A F 固定板 粘性的物理本质一分子间引力和分子热运动、碰撞 牛顿粘性定律τ=μdy 表明①流体受剪切力必定运动 ②牛顿型流体与非牛顿型流体的区别 H=f(物性,温度)t↑,H气↑,液 理想流体假定=0
1.3流体流动的机械能 M 2 为单位质量流体的动能( Mt g为单位质量流体的位能( mgz M 为单位质量流体的压强能(= Dadi P ) 功= pdAdL 质=pdV dv=dAdL
2流体静力学 21静止流体的压强分布 2.1.1静压强的特性 米 ①静止流体中任意界面上只受到大小相等 方向相反的压力 ②作用于任意点所有不同方位的静压强在 数值上相等 ③压强各向传递
2.1.2取控制体作力衡算 az 2 b b 体积力Zpdv 位置x,y,z dv= Sxsyoz y op az cz 2 Zpd+p+ ap⑧z ap oz 6x6y=0 az 2 az 2
a p az 0 同样X p ay 0 p ax 2.1.3结合本过程特点解微分方程 重力场X=0,Y=0,Z=g 因 0 ax ④0则-8-=0 p d 积分得P+gx=常数 或 P +g2
P2+P832=Pa+P831 P2=pn+B(1-x2) pa t po 2 分析方法 ①取控制体 ②作力衡算 ③结合本过程的特点,解微分方程
