当前位置:文档之家› 《流体力学导论》第七章(第一、二讲)+黏性流动-2015.12.24-26

《流体力学导论》第七章(第一、二讲)+黏性流动-2015.12.24-26

(完整版)第一章流体流动答案

第一章流体流动 一、单项选择题(每小题1分) 1.在SI单位制中,通用气体常数R的单位为( )B A. atm·cm / mol·K B. Pa·m /mol·K C. Kf·m / mol·K D. Ibf·ft / Ibmol·K 2.系统处于稳态指的是( )C A. 系统操作参数不随时间改变 B. 系统操作参数不随位置改变 C. 系统操作参数随位置改变,但不随时间改变 D. 系统操作参数随时间改变,但不随位置改变 3.下列流体中,认为密度随压力变化的是( )A A.甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水 4. 下列关于压力的表述中,正确的是( )B A. 绝对压强= 大气压强+ 真空度 B. 绝对压强= 大气压强- 真空度 C. 绝对压强= 大气压- 表压强 D. 绝对压强= 表压强+ 真空度 5.某系统的绝对压力为0.06MPa,若当地大气压为0.1MPa,则该系统的真空度为( )C A. 0.1MPa B. 0.14MPa C. 0.04MPa D. 0.06MPa 6. 容器中装有某种液体,任取两点A,B,A点高度大于B点高度,则( )B A. p A > p B B. p A < p B C. p A = p B D. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变 7.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映( )。A A.A、B两截面间的压强差;B.A、B两截面间的流动阻力; C.A、B两截面间动压头变化;D.突然扩大或缩小的局部阻力。 8. 使用U型管压差计测量较小压差时,为了准确读数,下列方法中正确的做法是()C A. 选择较大密度的指示液 B. 选择较小密度的指示液 C. 使用与被测流体密度相近的指示液 D. 加大指示液与被测流体密度的差别 9.用一U型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差,若两点间的压差较小,为了提高读数精度,你认为较好的指示剂为( )D A. 乙醇 B. 水 C. 汞 D. 甲苯 10.所谓理想流体,指的是()A A. 分子间作用力为零的流体 B. 牛顿流体 C. 稳定的胶体 D. 气体 11.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈( )。C A.过渡型流动;B.湍流流动;C.层流流动;D.静止状态。12.有两种关于粘性的说法:( )A (1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 (2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。

第1章流体流动习题与答案_60876(1)

一、单选题 1.单位体积流体所具有的()称为流体的密度。 A A 质量; B 粘度; C 位能; D 动能。 2.单位体积流体所具有的质量称为流体的()。 A A 密度; B 粘度; C 位能; D 动能。 3.层流与湍流的本质区别是()。 D A 湍流流速>层流流速; B 流道截面大的为湍流,截面小的为层流; C 层流的雷诺数<湍流的雷诺数; D 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 4.气体是()的流体。 B A 可移动; B 可压缩; C 可流动; D 可测量。 5.在静止的流体,单位面积上所受的压力称为流体的()。 C A 绝对压力; B 表压力; C 静压力; D 真空度。 6.以绝对零压作起点计算的压力,称为()。 A A 绝对压力; B 表压力; C 静压力; D 真空度。 7.当被测流体的()大于外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。 D A 真空度; B 表压力; C 相对压力; D 绝对压力。 8.当被测流体的绝对压力()外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。 A A 大于; B 小于; C 等于; D 近似于。 9.()上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值,称为表压力。 A A 压力表; B 真空表; C 高度表; D 速度表。 10.被测流体的()小于外界大气压力时,所用测压仪表称为真空表。 D A 大气压; B 表压力; C 相对压力; D 绝对压力。 11. 流体在园管流动时,管中心流速最大,若为湍流时,平均流速与管中心的最大流速的关系为()。B A. Um=1/2Umax; B. Um=0.8Umax; C. Um=3/2Umax。 12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 A A. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关; B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关; C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关。 13.层流底层越薄( )。 C A. 近壁面速度梯度越小; B. 流动阻力越小; C. 流动阻力越大; D. 流体湍动程度越小。 14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C A. 大; B. 中等; C. 小; D. 越大越好。 15.转子流量计的主要特点是( )。 C A. 恒截面、恒压差; B. 变截面、变压差; C. 恒流速、恒压差; D. 变流速、恒压差。 16.层流与湍流的本质区别是:( )。 D A. 湍流流速>层流流速; B. 流道截面大的为湍流,截面小的为层流; C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数; D. 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 17.圆直管流动流体,湍流时雷诺准数是()。B A. Re ≤ 2000; B. Re ≥ 4000; C. Re = 2000~4000。 18.某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg ,当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为()。 A A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa。 19.在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍,则细管流速是粗管的()倍。 C A. 2; B. 8; C. 4。 20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是()。 C

第一章流体流动.doc

第一章 流体流动 主要内容:流体静力学及其应用;流体流动中的守衡原理;流体流动的内部结构;阻力损失; 流体输送管路的计算;流速、流量测量;非牛顿流体的流动。 重点内容:流体静力学基本方程及其应用;连续性方程,柏努利方程及其应用;管内流体流动助力;管路计算。 难点内容:机械能衡算式——柏努利方程;复杂管路的计算。 基本要求:熟练掌握机械能衡算式——柏努利方程, 课时安排:24 第一节 流体的重要性质--流体静力学 基本概念: 1.流体:具有流动性的液体和气体统称为流体。 2.连续性介质假定:流体是由连续的流体质点组成的。 3.流体静力学—研究流体处于静止平衡状态下的规律及其应用; 4.流体动力学—研究流体在流动状态下的规律及其应用。 5.不可压缩流体和可压缩流体 一、流体的密度: 单位体积流体的质量 ρ=m/V [kg/m 3 ] 重度—工程单位制中,表示密度的单位,其数值与密度相同。3 -?m kgf 比重—物料密度与纯水(227K )密度之比,其数值的一千倍等于密度的数值。 比容——密度的倒数ρ 1 =v 。 1.纯流体的密度 液体的密度随压强变化小,但随温度稍有变化;气体的密度随压强、温度变化大。理想气体ρ(t 不太低,p 不太高的气体,可用理想气体状态方程) PV=nRT RT PM V m = = ρ 或004.22TP P T M ?=ρ 对t 低,p 高的气体,可用真实气体状态方程计算 2.混合流体的密度 (1)液体混合物的m ρ(1kg 基准) ∑ =i i m w ρρ1 (假设为理想溶液) ρi 液体混合物中各纯组分的密度。W i :液体混合物中各组分的质量分率。

第十章:粘性流体的一元流动

第十章粘性流体的一元流动 问题: 同学们到开水房打开水,水龙头离锅炉的距离近还是短,灌满一壶水所花的时间短本章内容 1.粘性流体流动的两种流动状态 2.等截面圆管内的定常层流(泊肃叶流动) 3.等截面圆管内的定常湍流 4.水头损失 5.湍流基本特征 6.管路水力计算 本章重点: 1.两种流动状态的概念及其判别准则,临界雷诺数,转捩的概念。 2.平均速度,最大速度,摩擦速度,粘性底层的概念。 3.等截面圆管内定常层流的速度分布,切应力分布规律。 4.等截面圆管内定常湍流的速度分布,切应力分布规律。 5.湍流特征,湍流切应力在近壁面处的特征。 6.湍流度,时间平均值的概念。 7.沿程阻力、局部阻力产生的原因。 8.沿程阻力系数与雷诺数和粗糙度的关系。 10.水力光滑管的概念,平方阻力、自动模拟的概念。 11.简单管路的水力计算。 本章难点: 1.湍流特征 2.湍流应力的概念 §10-1 管路计算的基本方程式 第四章中已经将伯努利方程推广到有限大流束(粘性流体的伯努利方程):

w h g U a p z g U a p z +++=++222 2222211 1 1γγ (10--1) 推导如下:若设流线上1~2两点之间的水头损失为hw , 理想流体伯努利方程改写为:w h g v p z g v p z '+++=++ 222 222211 1γγ 上式各项乘于γdQ 在整个过流断面上积分: ??? '+++=++Q Q w Q dQ h dQ g v p z dQ g v p z γγγγγ)2()2(2 2222 11 1 (10--2) 缓变流:过流断面上流线几乎为相互平行的直线。否则称为急变流。如下图所示, 缓变流特性:在缓变流断面上,沿流线的法线方向有(证明略) 常数=+ γ p z (10--3) 则积分 ? + =+ Q Q p z dQ p z γγ γγ )()( (10--4) 现令积分 ? =Q Q g U a dQ g v γγ222 2 (10--5) U 为过流断面上平均流速,v 为微小流束上流速。 由连续性方程Q=AU ,及dQ=vdA ,则 ? ? ? == =dA U v A dQ U v Q Q g U d g v a Q Q 332 2 )(1)(122γθγ 为简便起见令

粘性流体绕球体的流动

粘性流体绕球体的流动 (一)绕流阻力 绕流阻力由摩擦阻力和压差阻力两部分组成。 黏性流体绕流物体流动,由于流体的黏性在物体表面上产生切向应力而形成摩擦阻力,可见,摩擦阻力是作用在物体表面的切向应力在来流方向分力的总和,是黏性直接作用的结果;而压差阻力是黏性流体绕流物体时由于边界层分离,物体前后形成压强差而产生的。压差阻力大小与物体行状有根大关系,也称形状阻力。摩擦阻力和压差阻力之和统称为物体阻力。对于流体纵向流过平板时一般只有摩擦阻力,绕流流线型物体时压差阻力很小,主要由摩擦阻力来决定。而绕流圆柱体和球体等钝头体时,绕流阻力与摩擦阻力和压差阻力都有关,高雷诺数时,压差阻力却要比摩擦阻力大得多。 由于从理论上求解一个任意行状物体的阻力是十分困难的,目前都是自实验测得,工程上习惯借助无因次阻力系数来确定总阻力的大小,目摩擦阻力的计算公式相似,只是用阻力系数取代C D摩擦阻力系数C f,即 式中:C D为无因次阻力系数;0.5ρν2A为单位体积来流的动能,Pa;A为物体垂直于运动方向或来流方向的投影面积,m2。 工程上遇到黏性流体绕球体的流动情况也很多,像燃料炉炉膛空气流中的煤粉颗粒、油滴、烟道烟气中的灰尘以及锅炉汽包内蒸汽空间中蒸汽夹带的水滴等,都可以近似地看作小圆球。因此我们要经常研究固体微粒和液体细滴在流体中的运动情况。比如,在气力输中要研究固体微粒在何种条件下才能被气流带走;在除尘器中要解决在何种条件下尘粒才能沉降;在煤粉燃烧技术中要研究煤粉颗粒的运动状况等问题。 当煤粉和灰尘等微小颗粒在空气、烟气或水等流体中运动时,由于这些微粒的尺寸以及流体与微粒间的相对运动速度都很小,所以在这些运动中雷诺数都很小,即它们的惯性力与黏性力相比要小得多,可以忽略不计。又由于微粒表面的附面层板薄,于是质量力的影响也很小,也可略去(这种情况下的绕流运动常称为蠕流)。这样,在稳定流动中,可把纳维托克斯方程简化为

第1章流体流动和输送

第一章流体流动和输送 1-1 烟道气的组成约为N275%,CO215%,O25%,H2O5%(体积百分数)。试计算常压下400℃时该混合气体的密度。 解:M m=∑M i y i=0.75×28+0.15×44+0.05×32+0.05×18=30.1 ρm=pM m/RT=101.3×103×30.1/(8.314×103×673)=0.545kg/m3 1-2 已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为0.095MPa和0.062MPa。现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为8.0kPa。问这一设备若置于成都和拉萨两地,表上读数分别应为多少? 解:成都p R=95-8=87kPa(真空度) 拉萨p R=62-8=54kPa(真空度) 1-3 用如附图所示的U型管压差计测定吸附器内气体在A点处的压强以及通过吸附剂层的压强降。在某气速下测得R1为400mmHg,R2为90mmHg,R3为40mmH2O,试求上述值。 解:p B=R3ρH2O g+R2ρHg g=0.04×1000×9.81+0.09×13600×9.81=12399.8Pa(表)p A=p B+R1ρHg g=12399.8+0.4×13600×9.81=65766.2Pa(表) ?p=p A-p B=65766.2-12399.8=53366.4Pa 1-4 如附图所示,倾斜微压差计由直径为D的贮液器和直径为d的倾斜管组成。若被测流体密度为ρ0,空气密度为ρ,试导出用R1表示的压强差计算式。如倾角α为30o时,若要忽略贮液器内的液面高度h的变化,而测量误差又不得超过1%时,试确定D/d比值至少应为多少?

(01)第一章 流体流动1化工原理答案

第一章 流体流动 流体的重要性质 1.某气柜的容积为6 000 m 3,若气柜内的表压力为5.5 kPa ,温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为:H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%,大气压力为 101.3 kPa ,试计算气柜满载时各组分的质量。 解:气柜满载时各气体的总摩尔数 ()mol 4.246245mol 313 314.86000 0.10005.53.101t =???+== RT pV n 各组分的质量: kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =??=?=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =??=?=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32C O t C O =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722C O t C O =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144C H t C H =??=?=M n m 2.若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起,试求混合油的 密度。设混合油为理想溶液。 解: ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m 33 122 1 1 21t m 157.0m 7106083060=??? ? ??+=+ = +=ρρm m V V V 3 3t t m m kg 33.764m kg 157 .0120=== V m ρ 流体静力学 3.已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ,乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ,在甲地区的某真空设备上装有一个真空表,其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作,真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同? 解:(1)设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= () kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? (2)真空表读数 真空度=大气压-绝压=() kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 4.某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油(如附图所示),油面最高时离罐底9.5 m ,油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔,其中心距罐底1000 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ,问至少需要几个螺钉(大

第十章:粘性流体的一元流动

第十章 粘性流体的一元流动 问题: 同学们到开水房打开水,水龙头离锅炉的距离近还是短,灌满一壶水所花的时间短? 本章内容 1.粘性流体流动的两种流动状态 2.等截面圆管内的定常层流(泊肃叶流动) 3.等截面圆管内的定常湍流 4.水头损失 5.湍流基本特征 6.管路水力计算 本章重点: 1.两种流动状态的概念及其判别准则,临界雷诺数,转捩的概念。 2.平均速度,最大速度,摩擦速度,粘性底层的概念。 3.等截面圆管内定常层流的速度分布,切应力分布规律。 4.等截面圆管内定常湍流的速度分布,切应力分布规律。 5.湍流特征,湍流切应力在近壁面处的特征。 6.湍流度,时间平均值的概念。 7.沿程阻力、局部阻力产生的原因。 8.沿程阻力系数与雷诺数和粗糙度的关系。 10.水力光滑管的概念,平方阻力、自动模拟的概念。 11.简单管路的水力计算。 本章难点: 1.湍流特征 2.湍流应力的概念 §10-1 管路计算的基本方程式 第四章中已经将伯努利方程推广到有限大流束(粘性流体的伯努利方程): w h g U a p z g U a p z +++=++222 22222111 1γγ (10--1) 推导如下: 若设流线上1~2两点之间的水头损失为hw ,

理想流体伯努利方程改写为:w h g v p z g v p z '+++=++ 222 222211 1γγ 上式各项乘于γdQ 在整个过流断面上积分: ??? '+++=++Q Q w Q dQ h dQ g v p z dQ g v p z γγγγγ)2()2(2 222211 1 (10--2) 缓变流:过流断面上流线几乎为相互平行的直线。否则称为急变流。如下图所示, 缓变流特性:在缓变流断面上,沿流线的法线方向有(证明略) 常数=+ γ p z (10--3) 则积分 ? + =+ Q Q p z dQ p z γγ γγ )()( (10--4) 现令积分 ? =Q Q g U a dQ g v γγ222 2 (10--5) U 为过流断面上平均流速,v 为微小流束上流速。 由连续性方程Q=AU ,及dQ=vdA ,则 ? ? ? == =dA U v A dQ U v Q Q g U d g v a Q Q 332 2 )(1)( 122γθγ 为简便起见令 Q h dQ h w Q w γγ='? (10--6) 代表过流断1~2之间单位重量流体的平均能量损失. 将式(10--4),(10--5),(10--6)代入式(10--2),并通除以γQ ,则有

第一章流体流动习题讲课教案

第一章 流体流动 静压强及其应用 1-1. 用习题1-1附图所示的U 形压差计测量管道A 点的压强,U 形压差计与管道的连接导管中充满水。指示剂为汞,读数R =120mm ,当地大气压p a 为101.3kPa ,试求:(1) A 点的绝对压强,Pa ;(2) A 点的表压,Pa 。 解:(1) ()R g gR p p Hg a A -++=2.1ρρ ()531028.112.02.181.9100012.081.913600103.101?=-??+??+?=A p kPa (2) 4 3 5 1067.2103.1011028.1?=?-?=表A p kPa 1-2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量,采用图示的装置。测量时通入压缩空气,控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U 形压差计读数为R=130mm ,通气管距贮槽底面h=20cm ,贮槽直径为2m ,液体密度为980kg/m 3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨? 答:80.1980 13 .0136001=?== ρρR H m 14.34 214.342 2 ?==D S πm 2 28.6214.3=?=V m 3 储存量为:4.615498028.6=?kg=6.15t 1-3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯,苯的密度为880kg/m 3。液面距槽底9m ,槽底侧面有一直径为500mm 的人孔,其中心距槽底600mm ,人孔覆以孔盖,试求:(1) 人孔盖共受多少液柱静压力,以N 表示;(2) 槽底面所受的压强是多少Pa ? 解:(1) ()()421042.15.04 6.0981.9880?=?? -??=-==π ρA h H g pA F N (2) 4 4 1077.71042.1981.9880?=?=??==gH p ρPa 1-4. 附图为一油水分离器。油与水的混合物连续进入该器,利用密度不同使油和水分层。油由上部溢出,水由底部经一倒置的U 形管连续排出。该管顶部用一管道与分离器上方相通,使两处压强相等。已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s =500mm ,油的密度为780kg/m 3,水的密度为1000kg/m 3。今欲使油水分界面维持在观察镜中心处,问倒置的U 形出口管顶部距分界面的垂直距离H 应为多少? 因液体在器内及管内的流动缓慢,本题可作静力学处理。 解:gH gH s ρρ=油 3901000 500 780=?= H mm 1-5. 用习题1-5附图所示复式U 形压差计测定水管A 、B 两点的压差。指示液为汞,其间充满水。今测得h 1=1.20m ,h 2=0.3m ,h 3 =1.30m ,h 4 =0.25m ,试以Pa 为单位表示A 、B 两点的压差Δp 。 解:()21211h h g P gh P P i A -+=+=ρρ ()2112h h g gh P P i A --+=ρρ(1) ()()4342323h h g gh P h h g P P i B i -++=-+=ρρρ(2) (1)代入(2)

伯努利方程%26粘滞流体运动

本节课主要内容?伯努利方程及其应用?粘滞定律(粘度系数)?泊肃叶公式 ?雷诺数 ?斯托克斯公式

伯努利(Bernoulli )方程 伯努利方程是理想流体定常流 动的基本动力学方程,它是在 理想流体中应用机械能定理推 导出来的结果。伯努利方程是1738 年 首先由丹尼耳·伯努利 (Daniel Bernoulli 1700~1782)提出。 丹·伯努利(Daniel Bernoull, 1700?1782) 瑞士科学家 .

科学世家伯努利家族 老尼古拉·伯努利(公元1623-1708年)雅各布(Jocob,公元1654-1705年) 小尼古拉(Nicolaus I,公元1662-1716年) 约翰(Johann,公元1667-1748年)

?1654年12月27日,雅各布·伯努利生于巴塞尔,毕业于巴塞尔大学,1671年17岁时获艺术硕士学位。这里的艺术指“自由艺术”,包括算术、几何学、天文学、数理音乐和文法、修辞、雄辩术共7大门类。遵照父亲的愿望,他于1676年22岁时又取得了神学硕士学位。然而,他也违背父亲的意愿,自学了数学和天文学。1676年,他到日内瓦做家庭教师。从1677年起,他开始在那里写内容丰富的《沉思录》。 ?1678年和1681年,雅各布·伯努利两次外出旅行学习,到过法国、荷兰、英国和德国,接触和交往了许德、玻意耳、胡克、惠更斯等科学家,写有关于彗星理论(1682年)、重力理论(1683年)方面的科技文章。1687年,雅各布在《教师学报》上发表数学论文《用两相互垂直的直线将三角形的面积四等分的方法》,同年成为巴塞尔大学的数学教授,直至1705年8月16日逝世。 ?1699年,雅各布当选为巴黎科学院外籍院士;1701年被柏林科学协会(后为柏林科学院)接纳为会员。 ?许多数学成果与雅各布的名字相联系。例如悬链线问题(1690年),曲率半径公式(1694年),“伯努利双纽线”(1694年),“伯努利微分方程”(1695年),“等周问题”(1700年)等。 ?雅各布对数学最重大的贡献是在概率论研究方面。他从1685年起发表关于赌博游戏中输赢次数问题的论文,后来写成巨著《猜度术》,这本书在他死后8年,即1713年才得以出版。 ?最为人们津津乐道的轶事之一,是雅各布醉心于研究对数螺线,这项研究从1691年就开始了。他发现,对数螺线经过各种变换后仍然是对数螺线,如它的渐屈线和渐伸线是对数螺线,自极点至切线的垂足的轨迹,以极点为发光点经对数螺线反射后得到的反射线,以及与所有这些反射线相切的曲线(回光线)都是对数螺线。他惊叹这种曲线的神奇,竟在遗嘱里要求后人将对数螺线刻在自己的墓碑上,并附以颂词“纵然变化,依然故我”,用以象征死后永生不朽。

5-无粘性流体与粘性流体

无粘性流体与粘性流体 1. 无粘性流体 由于空气和水的粘度很小,当流层间的速度梯度不大时,流体粘性切应力可忽略不计,可建立无粘性流体模型( 0=μ)。 建立在无粘性流体模型基础上 的伯努利方程、环量理论和表面波理论等,在解释水和空气流动中的机械能守恒、机翼升力和水波运动等方面取得了成功,形成了流体力学的重要分支:理论流体力学(参看C2章)。但无粘性流体模型在解释管道和渠道流动压强损失及绕流物体阻力方面却无能为力。 2. 粘性流体 同无粘性流体模型相比,粘性流体模型更接近真实流体的模型。 早在1823年纳维(L.M.H.Navier )和斯托克斯(G.G.Stokes )就建立了描述粘性流体运动的方程(N -S 方程),但由于数学求解上的困难,并未取得实质性进展和应用。1904年普朗特(L.Prandtl )提出边界层理论,对粘性流动的重要意义给出了理论上的透彻解释,并对求解NS 方程的数学困难做出最大程度的简化。普朗特关于粘性和无粘性流动匹配的极富创意的思想,在理论和实践两方面极大地推动了对粘性流体运动的研究和应用,成为粘性流体力学中最重要的成就之 一。随着对真实流体的认识不断深入及应用领域的日益扩大,粘性流体模型将越来越重要(参看C3、C4章)。 粘性流体流动存在层流和湍流两种形态。 △ 在层流流动中,粘性流体分为牛顿流体与非牛顿流体。 牛顿流体满足牛顿粘性定律( =μ常数)。流动曲线 γ-τ 为直线。非牛顿流体 的本构关系为 ),(y f γτ = (B1. 图B1.5.1 即切应力不仅与切变率 成非线性关系,而且还可能与时间有关。图B1.5.1中曲线b 、c 、d 分别代表不同类型的非牛顿流体,这些类型的流体在化工、石油、纺织、食品等部

5-无粘性流体与粘性流体

无粘性流体与粘性流体 1. 无粘性流体 由于空气和水的粘度很小,当流层间的速度梯度不大时,流体粘性切应力可忽略不计,可建立无粘性流体模型( 0=μ)。 建立在无粘性流体模型基 础上的伯努利方程、环量理论和表面波理论等,在解释水和空气流动中的机械能守恒、机翼升力和水波运动等方面取得了成功,形成了流体力学的重要分支:理论流体力学(参看C2章)。但无粘性流体模型在解释管道和渠道流动压强损失及绕流物体阻力方面却无能为力。 2. 粘性流体 同无粘性流体模型相比,粘性流体模型更接近真实流体的模型。 早在1823年纳维(L.M.H.Navier )和斯托克斯(G.G.Stokes )就建立了描述粘性流体运动的方程(N -S 方程),但由于数学求解上的困难,并未取得实质性进展和应用。1904年普朗特(L.Prandtl )提出边界层理论,对粘性流动的重要意义给出了理论上的透彻解释,并对求解NS 方程的数学困难做出最大程度的简化。普朗特关于粘性和无粘性流动匹配的极富创意的思想,在理论和实践两方面极大地推动了对粘性流体运动的研究和应用,成为粘性流体力学中最重要的成就之一。随着对真实流体的认识不断深入及应用领域的日益扩大,粘性流体模型将越来越重要(参看C3、C4章)。 粘性流体流动存在层流和湍流两种形态。 △ 在层流流动中,粘性流体分为牛顿流体与非牛顿流体。 牛顿流体满足牛顿粘性定律( =μ常数)。流动曲线 γ -τ 为直线。非牛顿流体的本构关系为

),(y f γτ = (B1. 图B1.5.1 即切应力不仅与切变率 成非线性关系,而且还可能与时间有关。图B1.5.1中曲线b 、c 、d 分别代表不

相关主题
相关文档 最新文档