化工原理流体输送.pptVIP

运动粘度：流体粘度μ与密度ρ之比称为运动粘度，用符号ν表示ν＝μ/ρ(1-34)?其单位为m2/s。而CGS单位制中，其单位为cm2/s，称为斯托克斯，用符号St表示。?各种液体和气体的粘度数据，均由实验测定。可在有关手册中查取某些常用液体和气体粘度的图表。温度对液体粘度的影响很大，当温度升高时，液体的粘度减小，而气体的粘度增大。压力对液体粘度的影响很小，可忽略不计，而气体的粘度，除非在极高或极低的压力下，可以认为与压力无关。第61页，共123页，星期日，2025年，2月5日(一)、雷诺实验二、流动的形态第62页，共123页，星期日，2025年，2月5日层流（或滞流）：流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合；湍流（或紊流）：流体质点除了沿管轴方向向前流动外，还有径向脉动，各质点的速度在大小和方向上都随时变化，质点互相碰撞和混合。（二）、流型判据——雷诺准数无因次数群第63页，共123页，星期日，2025年，2月5日判断流型Re≤2000时，流动为层流，此区称为层流区；Re≥4000时，一般出现湍流，此区称为湍流区；2000Re4000时，流动可能是层流，也可能是湍流，该区称为不稳定的过渡区。2.物理意义Re反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系，标志着流体流动的湍动程度。第64页，共123页，星期日，2025年，2月5日三、流体流动边界层（一）边界层的形成与发展流动边界层：存在着较大速度梯度的流体层区域，即流速降为主体流速的99％以内的区域。边界层厚度：边界层外缘与壁面间的垂直距离。第65页，共123页，星期日，2025年，2月5日流体在平板上流动时的边界层：边界层区（边界层内）：沿板面法向的速度梯度很大，需考虑粘度的影响，剪应力不可忽略。主流区（边界层外）：速度梯度很小，剪应力可以忽略，可视为理想流体。第66页，共123页，星期日，2025年，2月5日边界层流型：层流边界层和湍流边界层。层流边界层：在平板的前段，边界层内的流型为层流。湍流边界层：离平板前沿一段距离后，边界层内的流型转为湍流。第67页，共123页，星期日，2025年，2月5日流体在圆管内流动时的边界层第68页，共123页，星期日，2025年，2月5日充分发展的边界层厚度为圆管的半径；进口段内有边界层内外之分。也分为层流边界层与湍流边界层。进口段长度：层流：湍流：第69页，共123页，星期日，2025年，2月5日湍流流动时：第70页，共123页，星期日，2025年，2月5日湍流主体：速度脉动较大，以湍流粘度为主，径向传递因速度的脉动而大大强化；过渡层：分子粘度与湍流粘度相当；层流内层：速度脉动较小，以分子粘度为主，径向传递只能依赖分子运动。——层流内层为传递过程的主要阻力Re越大，湍动程度越高，层流内层厚度越薄。第71页，共123页，星期日，2025年，2月5日2.边界层的分离ABS?第72页，共123页，星期日，2025年，2月5日A→C：流道截面积逐渐减小，流速逐渐增加，压力逐渐减小（顺压梯度）；C→S：流道截面积逐渐增加，流速逐渐减小，压力逐渐增加（逆压梯度）；S点：物体表面的流体质点在逆压梯度和粘性剪应力的作用下，速度降为0。SS’以下：边界层脱离固体壁面，而后倒流回来，形成涡流，出现边界层分离。第73页，共123页，星期日，2025年，2月5日边界层分离的后果：产生大量旋涡；造成较大的能量损失。边界层分离的必要条件：流体具有粘性；流动过程中存在逆压梯度。第74页，共123页，星期日，2025年，2月5日第四节管内流动阻力和速度分布直管阻力：流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而产生的阻力；局部阻力：流体流经管件、阀门等局部地方由于流速大小及方向的改变而引起的阻力。一、直管阻力1、阻力的表现形式第75页，共123页，星期日，2025年，2月5日流体在水平等径直管中作定态流动。第76页，共123页，星期日，2025年，2月5日若管道为倾斜管，则流体的流动阻力表现为静压能的减少；水平安装时，流动阻力恰好等于两截面的静压能之差。第77页，共123页，星期日，20