优·第一章 绪言与第二章流体性质.pptVIP

冶金传输原理 王连登 liandeng@fzu.edu.cn 二、冶金传输原理课程的内容 顾名思义，冶金传输原理主要是研究和分析冶金过程（液态成型过程、连接成型过程、固态成型过程）传输规律、机理和研究方法。主要内容包括冶金过程中的动量传递（流体流动行为）、热量传递和质量传递三大部分。 实例说明 流程 第一部分 动量传输 第一章 流体的性质 第一节 流体的概念及连续介质模型 1 流体的概念 流体：自然界中能够流动的物质，如液体和气体。 2. 连续介质模型 1)、流场：流体运动的全部范围。 2)、流体：液体、气体。 流体的性质： A 易流动性：在任何微小的应力的作用下可发生连续变形。原因：分子之间的内聚力小。 B 可压缩性（气体）：压力增加，体积减小；反之。没有自由表面，充满整个容器空间。 不可压缩流体（液体）：在相当大的压力下，流体仍几乎不改变其原有的体积，有自由表面。 3）连续介质——人为假定的模型 从流体的宏观特性出发，流体充满的空间里是有大量的没有间隙存在的流体质点组成的。 流体质点：在连续介质内对某一点取得极小，但却包含有足够多的分子（宏观：足够小；微观：足够大。），使其不失去连续介质的特性而有确定的物理值。 连续介质的特性：流体的一切属性（速度、压力、密度、温度、浓度等）都可看作坐标与时间的连续函数，利用数学中连续函数的性质解题。 注意！！：稀薄气体的分子间距大，此概念不适用。 第二节 流体的主要物理性质 1.2.1 流体的压缩性及膨胀性 1.2.1 流体的压缩性及膨胀性 ⒉ 液体的压缩性及膨胀性液体的压缩性：当作用在液体上的压力增加时，液体所占有的体积将缩小的现象。 液体分子距离较近，压缩时，排斥力增大，难以压缩； ⒊ 气体的压缩性及膨胀性 气体分子间距较大，吸引力较小，V受T、P的影响较大。 对于理想气体而言， 的关系可用状态方程表示，即 第三节 液体的粘性和内摩擦定律 1.3.1 流体粘性概念 例1-3． 两平行平板之间充满粘度为μ0的液体，在对称面上有一面积为A的薄板，薄板以等速度U作平移运动如图（a）所示。现以另一种液体充满上述平板之间，但其粘度μ未知，若其中薄板置于底板以上处，，也以等速U作平移运动，如图（b）所示，且已知拖动力与等一种情况相同，试由μ0，h′, 确定μ。 第四节 作用在流体上的力 第一章结束 第一章 P15 作业： 习题 1，2，3，4 ⑴可流动性：指流体在任意小的切应力的作用下都会发生明显的变形。 ⑵可压缩性：指在压力作用下，流体体积会发生明显的变化。 （液体为不可压缩流体，能形成自由分界面；气体为可压缩流体，不能形成自由表面） 原因：分子间间隙改变。 加压→间隙减小→体积减小。气体尤为突出，液体影响不大。 连续介质：把流体视为有大量宏观上的质点(单元大小?Vc )连续来构成的(质点间无间隙)。 好处：流体的速度、压强、温度、密度、浓度等属性都可看做时间和空间的连续函数，从而可以利用数学上连续函数的方法来定量描述。 流场：将上述连续介质模型描述的流体叫流场，或流体流动的全部范围叫流场。 重度：流体受地心引力的作用具有重量，每单位体积的重量称为重度。 ⒈ 流体的密度、重度及比容 密度： (均质)， (非均质)，kg/m3 重度： ，N/m3 比容： ，m3/kg 工程单位制中1 kgf = 国际单位制中1 kg 国际单位制中? = 工程单位制中? 应用：密度与重度之间的换算。 密度：流体具有质量，每单位体积的质量称为密度。 比容：单位质量流体所占有的体积称作比容ν 液体的膨胀性：温度升高时，体积膨胀的现象。 用表示，当压力保持不变，温度升高1K时液体体积的相对增加量， 液体分子距离较近，压缩时，排斥力增大，难以压缩； T ?，略有膨胀，膨胀系数 1/1000。 V 受T、P的影响不大，不可压缩流体。 ? ? ? í ì = × = = = kg k kmol kJ kmol m kmol , ; : . ) ( , . ; : 为比容 气体 通用气体常数 气体 0 3 0 × = k kg J kg m , ) , ( ; 分子量 取决于气体的种类 气体常数 0 3 R R V T R PV 1 314 8 R 4 22 V T R PV 1 ⑴ RT PV = 2 2 2 1 1 1 T V P T V P = 密度 kg/m3 T R P = r 式中 P?绝对压力，Pa；R?气体常数； ?热力学温度