福州大学化工原理电子教案流体流动 体的机械能。流体的内摩擦是如何产生的呢?粘度M是流体的物性。根据牛顿粘性定律,对一定τ,个 ↓;↓,↑。τ及只是有限值,故也只能是有限值,由此可知,相邻流体层的速度只能 连续变化。两块平行的平板间的流体速度变化如图1-2所示,若流体在圆形管道内流动,速度变化的规律 又将如何呢?(举江水流动情况的启发)流体在管道内的速度分布如图1-4所示。两图均说明,流动的流 体内部相邻的速度不同的两流体层间存在相互作用力,即速度快的流体层有着拖动与之相邻的速度慢的流 体层向前运动的力,而同时速度慢的流体层有着阻碍与之相邻的速度快的流体层向前运动的力。流体内部 速度不同的相邻两流体层之间的这种相互作用力就称为流体的内摩擦力或粘性力F,单位面积上的F即为 τ。理想流体(实际上不存在)=0,τ=0 =0其速度分布如图1-5所示。T实际上反映了动 量传递。 ⑤度u的单位及换算关系 SI制:Pas CGS制:cP(厘泊) IPa·s=1000cP或lcP=10-Pas=lmPa.s 运动粘度U=“S1制U的单位为m3 粘度μ又称为动力粘度 ⑥u的变化规律 液体:u=f(t)u=f(),与压强p无关,温度tt,u4,水(20℃),=1cp,要记住,油的 粘度可达几十。到几百Cp,输送原油加热目的? 气体:p<40atm时p=f(t)与p无关,温度t↑,ut μ=0,流体无粘性(理想流体,p9图1-5,实际不存在),服从牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体 大多数如水、空气),本章主要研究牛顿型流体的流动规律,非牛顿型流体(血液、牙膏等)的τ与速 度梯度一关系见本章第8节。 图1-4:t=- r一半径r处的点速度,m/s 面积A 固定板 图1-2剪应力与速度梯度 图1-3变形率 113流体流动中的机械能 (1)内能:内能是贮存于液体内部的能量,是由于原子与分子的运动及其相互作用存在的能量。因 此液体的内能与其状态有关。内能大小主要决定于液体的温度,而液体的压力影响可以忽略。单位质量流 体所具有的内能U=f(t),J/Kg (2)位能:在重力场中,液体高于某基准面所具有的能量称为液体的位能。液体在距离基准面高度 [:]=nm=kg. 3 m =Nm=JKg g福州大学化工原理电子教案 流体流动 - 3 - 体的机械能。流体的内摩擦是如何产生的呢？粘度  是流体的物性。根据牛顿粘性定律，对一定  ，  ， d d u y  ；   ， d d u y  。τ及μ只是有限值，故 d d u y 也只能是有限值，由此可知，相邻流体层的速度只能 连续变化。两块平行的平板间的流体速度变化如图 1-2 所示，若流体在圆形管道内流动，速度变化的规律 又将如何呢？（举江水流动情况的启发）流体在管道内的速度分布如图 1-4 所示。两图均说明，流动的流 体内部相邻的速度不同的两流体层间存在相互作用力，即速度快的流体层有着拖动与之相邻的速度慢的流 体层向前运动的力，而同时速度慢的流体层有着阻碍与之相邻的速度快的流体层向前运动的力。流体内部 速度不同的相邻两流体层之间的这种相互作用力就称为流体的内摩擦力或粘性力 F，单位面积上的 F 即为  。理想流体（实际上不存在）  = 0， = 0， d d u y ＝0 其速度分布如图 1－5 所示。τ实际上反映了动 量传递。 2 2 2 2 2 N Kg m/s Kg m/s [ ] = = = m m m s m s    =   动量 ⑤ 度μ的单位及换算关系 SI 制： Pa s CGS 制：cP（厘泊） 3 1Pa s 1000cP 1cP 10 Pa s 1mPa s −  =  =  或 ＝ 运动粘度    = SI 制  的单位为 m2 /s 粘度μ又称为动力粘度。 ⑥ μ的变化规律 液体：μ＝f（t）  = f (t) ，与压强 p 无关，温度 t↑，  ↓，水（20℃），  = 1 cp，要记住，油的 粘度可达几十。到几百 Cp,输送原油加热目的？ 气体：p<40atm 时μ＝f（t）与 p 无关，温度 t↑，μ↑ μ＝0，流体无粘性（理想流体，p9 图 1-5，实际不存在），服从牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体 （大多数如水、空气），本章主要研究牛顿型流体的流动规律，非牛顿型流体（血液、牙膏等）的τ与速 度梯度 d d u y 关系见本章第 8 节。 图 1-4： d d u y   = − u——半径 r 处的点速度，m/s。 1.1.3 流体流动中的机械能 （1）内能：内能是贮存于液体内部的能量，是由于原子与分子的运动及其相互作用存在的能量。因 此液体的内能与其状态有关。内能大小主要决定于液体的温度，而液体的压力影响可以忽略。单位质量流 体所具有的内能 U＝f（t），J/Kg （2）位能：在重力场中，液体高于某基准面所具有的能量称为液体的位能。液体在距离基准面高度 2 2 m m m N m [ ] m=Kg = =J/Kg s s Kg Kg gz  =   