管內(nèi)流體流動(dòng)現(xiàn)象氣液傳質(zhì)設(shè)備

1.3

管內(nèi)流體流動(dòng)現(xiàn)象1.3.1流體的粘度

1.3.2流體的流動(dòng)型態(tài)

1.3.3流體在圓管內(nèi)的速度分布1.3.4流體流動(dòng)邊界層11.3

管內(nèi)流體流動(dòng)現(xiàn)象一、牛頓粘性定律

1.3.1流體的粘度

或Fuu＋dudy式中：F——內(nèi)摩擦力，N；

τ——剪應(yīng)力，Pa；——法向速度梯度，1/s；μ——比例系數(shù)，稱為流體的粘度，Pa·s。

2牛頓型流體：剪應(yīng)力與速度梯度的關(guān)系符合牛頓粘性定律的流體；非牛頓型流體：不符合牛頓粘性定律的流體。

二、流體的粘度

（動(dòng)力粘度）1.粘度的物理意義

流體流動(dòng)時(shí)在與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生單位速度梯度所需的剪應(yīng)力。3液體:T↑→↓氣體:一般T↑→↑超高壓p↑→↑粘度的物理本質(zhì)：分子間的引力和分子的運(yùn)動(dòng)與碰撞。2.粘度的單位SI制：Pa·s或kg/(m·s)物理制：cP(厘泊）換算關(guān)系1cP＝10-3Pa·s43.運(yùn)動(dòng)粘度

粘度μ與密度ρ的之比。m2/s51.3.2流體的流動(dòng)型態(tài)

一、雷諾實(shí)驗(yàn)6層流（或滯流）：流體質(zhì)點(diǎn)僅沿著與管軸平行的方向作直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)無徑向脈動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)之間互不混合；湍流（或紊流）：流體質(zhì)點(diǎn)除了沿管軸方向向前流動(dòng)外，還有徑向脈動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)的速度在大小和方向上都隨時(shí)變化，質(zhì)點(diǎn)互相碰撞和混合。二、流型判據(jù)——雷諾準(zhǔn)數(shù)

無因次數(shù)群7判斷流型Re≤2000時(shí)，流動(dòng)為層流，此區(qū)稱為層流區(qū)；Re≥4000時(shí)，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)；2000<Re<4000

時(shí)，流動(dòng)可能是層流，也可能是湍流，該區(qū)稱為不穩(wěn)定的過渡區(qū)。2.物理意義

Re反映了流體流動(dòng)中慣性力與粘性力的對(duì)比關(guān)系，標(biāo)志著流體流動(dòng)的湍動(dòng)程度。

81.3.3流體在圓管內(nèi)的速度分布速度分布：流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí),管截面上質(zhì)點(diǎn)的速度隨半徑的變化關(guān)系。

一、層流時(shí)的速度分布

9由壓力差產(chǎn)生的推力

流體層間內(nèi)摩擦力

管壁處r＝R時(shí)，＝0，可得速度分布方程

10管中心流速為最大，即r＝0時(shí)，＝umax

管截面面上的的平均均速度度:即層流流流動(dòng)時(shí)時(shí)的平平均速速度為為管中中心最最大速速度的的1/2。即流體體在圓圓形直直管內(nèi)內(nèi)層流流流動(dòng)時(shí)，其其速度度呈拋物線線分布布。11二、湍湍流時(shí)時(shí)的速速度分分布剪應(yīng)力力：e為湍流流粘度度，與與流體體的流流動(dòng)狀狀況有有關(guān)。。湍流速速度分分布的的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)式：：12n與Re有關(guān)，，取值值如下下：1/7次方定律當(dāng)時(shí)，流體的平均速度:131.3.4流流體流流動(dòng)邊邊界層層一、邊邊界層層的形形成與與發(fā)展展流動(dòng)邊邊界層層：存在著著較大大速度度梯度度的流流體層層區(qū)域域，即流速降降為主主體流流速的的99％以內(nèi)內(nèi)的區(qū)區(qū)域。。邊界層層厚度度：邊邊界層層外緣緣與壁壁面間間的垂垂直距距離。。14流體在在平板板上流流動(dòng)時(shí)時(shí)的邊邊界層層：15邊界層層區(qū)（（邊界界層內(nèi)內(nèi)）：沿板板面法法向的的速度度梯度度很大大，需需考慮慮粘度度的影影響，，剪應(yīng)應(yīng)力不不可忽忽略。。主流區(qū)區(qū)（邊邊界層層外））：速度度梯度度很小小，剪剪應(yīng)力力可以以忽略略，可可視為為理想想流體體。16邊界層層流型型：層層流邊邊界層層和湍湍流邊邊界層層。層流邊邊界層層：在在平板板的前前段，，邊界界層內(nèi)內(nèi)的流流型為為層流流。湍流邊邊界層層：離離平板板前沿沿一段段距離離后，，邊界界層內(nèi)內(nèi)的流流型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為湍湍流。。17流體在在圓管管內(nèi)流流動(dòng)時(shí)時(shí)的邊邊界層層18充分發(fā)發(fā)展的的邊界界層厚厚度為為圓管管的半半徑；；進(jìn)口段段內(nèi)有有邊界界層內(nèi)內(nèi)外之之分。也分為為層流流邊界界層與與湍流流邊界界層。。進(jìn)口段長度：層流：湍流：19湍流流流動(dòng)時(shí)時(shí)：20湍流主主體：速度度脈動(dòng)動(dòng)較大大，以以湍流流粘度度為主主，徑徑向傳傳遞因因速度度的脈脈動(dòng)而而大大大強(qiáng)化化；過渡層層：分子子粘度度與湍湍流粘粘度相相當(dāng)；；層流內(nèi)內(nèi)層：速度度脈動(dòng)動(dòng)較小小，以以分子子粘度度為主主，徑徑向傳傳遞只只能依依賴分分子運(yùn)運(yùn)動(dòng)。?！獙恿鲀?nèi)內(nèi)層為為傳遞遞過程程的主主要阻阻力Re越大，，湍動(dòng)動(dòng)程度度越高高，層層流內(nèi)內(nèi)層厚厚度越越薄。。212.邊邊界界層的的分離離ABS22A→→C：：流道截截面積積逐漸漸減小小，流流速逐逐漸增增加，，壓力力逐漸漸減小?。橅槈禾萏荻龋籆→→S：流道截截面積積逐漸漸增加加，流流速逐逐漸減減小，，壓力力逐漸漸增加加（逆逆壓梯梯度））；S點(diǎn)：物物體表表面的的流體體質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)在逆逆壓梯梯度和和粘性性剪應(yīng)應(yīng)力的的作用用下，，速度度降為為0。。SS’以下：：邊界界層脫脫離固固體壁壁面，，而后后倒流流回來來，形形成渦渦流，，出現(xiàn)現(xiàn)邊界界層分分離。。23邊界層層分離離的后后果：：產(chǎn)生大大量旋旋渦；；造成較較大的的能量量損失失。邊界層層分離離的必必要條條件：：流體具具有粘粘性；；流動(dòng)過過程中中存在在逆壓壓梯度度。249、靜夜四無鄰鄰，荒居舊業(yè)業(yè)貧。。12月-2212月-22Tuesday,December20,202210、雨中黃葉樹樹，燈下白頭頭人。。00:10:4500:10:4500:1012/20/202212:10:45AM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2200:10:4500:10Dec-2220-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。00:10:4500:10:4500:10Tuesday,December20,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2200:10:4500:10:45December20,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國見青青山。。20十二月月202212:10:45上午午00:10:4512月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月2212:10上上午12月月-2200:10December20,202216、行動(dòng)動(dòng)出成成果，，工作作出財(cái)財(cái)富。。。2022/12/200:10:4500:10:4520December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時(shí)時(shí)，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點(diǎn)點(diǎn)的射線線向前。。。12:10:45上上午12:10上上午00:10:4512月-229、沒有失失敗，只只有暫時(shí)時(shí)停止成成功！。。12月-2212月-22Tuesday,December20,202210、很多事事情努力力了未必必有結(jié)果果，但是是不努力力卻什么么改變也也沒有。。。00:10:4500:10:4500:1012/20/202212:10:45AM11、成功就是是日復(fù)一日日那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努力力的積累。。。12月-2200:10:4500:10Dec-2220-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對(duì)圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。00:10:4500:10:4500:10Tuesday,December20,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。12月-2212月-2200:10:4500:10:45December20,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。20十二二月202212:10:45上上午00:10:4512月-2215、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荊荊門門九九派派通通。。。。。十二二月月2212:10上上午午12月月-2200:10December20,202216、少少年年十十五五二二十十時(shí)時(shí)，，步步行行奪奪得得胡胡馬馬騎騎。。。。2022/12/200:10:4500:10:4520December202217、空山新雨后后，天氣晚來來秋。。12:10:45上午午12:10上上午00:10:4512月-229、楊柳散和和風(fēng)，青山山澹吾慮。。。12月-2212月-22Tuesday,December20,202210、閱讀一切切好書如同同和過去最最杰出的人人談話。00:10:4500:10:4500:1012/20/202212:10:45AM11、越是沒有有本領(lǐng)的就就越加自命命不凡。12月-2200:10:4500:10Dec-2220-Dec-2212、越是無無能的人人，越喜喜歡挑剔剔別人的的錯(cuò)兒。。00:10:4500:10:4500:10Tuesday,December20,202213、知人者智，，自知者明。。勝人者有力力，自勝者強(qiáng)強(qiáng)。12月-2212月-2200:10:4500:10:45December20,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。20十二二月202212:10:45上上午00:10:4512月-2215、最具挑戰(zhàn)戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)戰(zhàn)莫過于提提升自我。。。十二月2212:10上午12月-2200:10December20,202216、業(yè)余余生活活要有有意義義，不不要越越軌。。2022/12/200:10:4600:10:4620December202217、一個(gè)個(gè)人即即使已已登上上頂峰峰，也也仍要要自強(qiáng)強(qiáng)不息