- 1、本文档共10页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
幂律流体在环形通道中的流动规律
0 前言
在许多工程领域中经常会遇到非牛顿流体在环空中流动的情况,例如在石油工程中泥浆或钻井液在钻杆和套管间的流动,类似的例子在化学工程、生物食品工业和摩擦润滑中都会经常遇到。按照非牛顿流体的分类,许多情况下都可将其看成是幂律流体。幂律流体在这样的环空中的流动规律直接关系到具体工艺过程的效率、成本和质量。因此研究幂律流体在环空中的流动规律有着非常重要的工程实际意义。
1 运动方程及求解
假设不可压缩的幂律流体在如图1所示的同心环空中作轴向稳定等温的层流流动,Ri为环形空间内径,Ro为环形空间外径,Rλ为环形空间内最大速度所对应的半径。
图1 环空的几何结构
这样幂律流体在环形空间的速度为:
(1)
同时其偏应力张量为:
(2)
式中为剪切速率。
这样运动方程可以简化为:
(3)
引入有效压力:
(4)
(3)式可以简化为:
(5)
定解条件为:
(6)
(7)
将(5)式对r积分,得到:
(8)
根据(7)式,在处,剪切速率,剪切应力也应为零,故由(8)式解得:
(9)
将(9)式代到(8)式有:
(10)
(1)当时,,,幂律流体的本构方程为:
(11)
由(10)、(11)式可得:
(12)
将上式从到r积分并利用定解条件(6),可得时的速度分布:
(13)
(2)当时,,,幂律流体的本构方程为:
(14)
由(10)、(11)式可得:
(15)
将上式从r到积分并利用定解条件(6),可得时的速度分布:
(16)
(13)式和(16)式即为幂律流体在环空中的速度分布。
从(13)式和(16)式可以看出,为计算环空内的速度分布,必须求出。显然在处,由(13)式和(16)式求得的速度应该相等,即:
(17)
解出后即可由(13)式和(16)式求出速度分布。根据速度分布,可由下式求出幂律流体在环空内的体积流量Q:
(18)
将(13)式和(16)式代入(18)式,通过分部积分并利用(17)式可得:
(19)
将上式进行分部积分,可得:
(19a)
当n=1时为牛顿流体(),根据(13)、(16)、(17)式和(19)式可求得牛顿流体在环空内流动时的速度分布、和体积流量Q的表达式:
() (20)
() (21)
(22)
(23)
3 算例分析
求解的方程(17)是积分限和积分表达式中均含有未知数的复杂的积分方程,这里采用迭代和数值积分相结合的方法进行求解。解出后利用数值积分法求解方程(13)和(16)及方程(19),得到环空内的速度分布及相应的流量,同时分析得到幂律流体在环空内流动时的流动规律。
3.1 各因素对环空速度分布
(1)流变指数n对速度分布和流量的影响
流变指数n对环空内速度分布有显著影响,当n小于1时,幂律流体的速度分布位于牛顿流体的上方,且n越小速度分布曲线越粗长;当n大于1时,速度分布曲线位于牛顿流体上方,且n越大抛物线分布曲线越平缓。这是因为流变指数n反映了幂律流体的非牛顿程度,n越小幂律流体的剪切减稠性能越显著,因而在相同的压降下速度分布越粗长;n越大非牛顿性越强,因而流体的
您可能关注的文档
- 工程部作业指导书B版.doc
- 工资、奖金管理制度.doc
- 工资薪金财税法规汇编.doc
- 工程进度产值中期支付OA审批流程及要求.doc
- 左传杂谈.ppt
- 左坝肩开挖支护施工技术方案.doc
- 左手材料及负折射率的研究进展.ppt
- 巧克力包装设计调研报告.ppt
- 左权县妇幼保健院.ppt
- 巧学半倒装与全倒装 课件.ppt
- 广东省深圳市龙岗区德琳学校初中部2022-2023学年七年级上学期期中考试英语试题(原卷版+解析).docx
- 广东省珠海市第四中学、立才学校、梅华中学2022-2023学年七年级上学期期中质量检测英语试题(原卷版+解析).docx
- 教科版2024-2025学年六年级科学上册第一单元第4课时《生物细胞》同步练习(含答案).docx
- 牛津沪教版七年级英语上册单元速记•巧练 Unit 7 【单元测试 · 提高卷】.docx
- 牛津沪教版七年级英语上册单元速记•巧练 Unit 5【单元测试 · 基础卷】.docx
- 广东省深圳市南山区太子湾学校2022-2023学年七年级上学期期中考试英语试题(原卷版+解析).docx
- 广东省深圳市南山第二外国语学校(集团)2022-2023学年七年级上学期期中考试英语试题(含听力)(原卷版+解析).docx
- 牛津沪教版七年级英语上册单元速记•巧练 2023-2024学年七年级上学期期末英语全真模拟卷(深圳适用02).docx
- 广东省阳江市江城区2022-2023学年七年级上学期期中考试英语试题(原卷版+解析).docx
- 广东省梅州市梅县区宪梓中学2022-2023学年七年级上学期期中英语试题(原卷版+解析).docx
最近下载
- 【公开课教案】仁爱英语九上Unit4 Topic1 Section A教学设计.pdf
- 南方科技大学科研启动经费管理暂行办法.pdf VIP
- 金融企业会计第三版孟艳琼习题答案.doc
- 师范学院博士人才科研启动经费管理办法.pdf
- 10kV开闭站配电室工程电气监理实施细则.doc
- 二甲医院复审护理需备材料目录.docx VIP
- 八年级家长会优秀课件PPT.ppt
- 2023年历年真题考试:概率论与数理统计(经管类)历年真题汇编(共65题).pdf VIP
- 水建施工管理工作报告(单位工程验收).docx
- Philips 飞利浦Philips Rice Cooker 5000 Series 口感智选 IH 电饭煲 HD4539 21产品支持与说明书 User Manual.pdf
文档评论(0)