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西北大学:《化工原理》课程教学资源(课件讲稿)第一章 流体流动 第一节 概述

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西北大学:《化工原理》课程教学资源(课件讲稿)第一章 流体流动 第一节 概述
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西北大学化工原理课件 第一章 流体流动

西北大学化工原理课件 第一章 流体流动

西北大学化工原理课件

西北大学化工原理课件

西北大学化工原理课件

西北大学化工原理课件

西北大学化工原理课件 1、化工生产中所涉及的物料及产品中以流体占 大多数 2、流体流动规律是传热、传质以及化学反应过 程的基础 本章着重讨论有关流体流动过程的基本原理及 流体在管内的流动规律 。 流体流动是最普遍的化工单元操作之一; 研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的 重要基础。原因是:

西北大学化工原理课件 1、化工生产中所涉及的物料及产品中以流体占 大多数 2、流体流动规律是传热、传质以及化学反应过 程的基础 本章着重讨论有关流体流动过程的基本原理及 流体在管内的流动规律 。 流体流动是最普遍的化工单元操作之一; 研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的 重要基础。原因是:

西北大学化工原理课件 1、连续性假定 认为流体是由大量分子组成的质点(分子团) 组成的彼此间没有空隙,完全充满所占空间的连续 性介质。质点:一个含有大量分子的流体微团,其 尺寸小于设备尺寸但远大于分子自由程。 特点:流体在运动时,各质点可改变其相对位置 一、流体流动的考察方法 流体:无固定形状且易于流动的物体,是气体 与液体的总称。 第一节 概 述

西北大学化工原理课件 1、连续性假定 认为流体是由大量分子组成的质点(分子团) 组成的彼此间没有空隙,完全充满所占空间的连续 性介质。质点:一个含有大量分子的流体微团,其 尺寸小于设备尺寸但远大于分子自由程。 特点:流体在运动时,各质点可改变其相对位置 一、流体流动的考察方法 流体:无固定形状且易于流动的物体,是气体 与液体的总称。 第一节 概 述

西北大学化工原理课件 2、运动的描述方法 —拉格朗日法和欧拉法 ①拉格朗日法:选定一个流体质点,对其进行跟踪 观察,描述运动参数与时间的关系,也称跟踪法。 ②欧拉法:在固定空间位置上观察流体质点的运动 情况。直接描述各有关运动参数在指定空间各点的 分布情况随时间的变化,也称站岗法。 对于速度 u ),( ),( ),( tzyxfu tzyxfu tzyxfu xz xy xx = = = x , y , z—位置坐标 t—时间 u—指定点的速度

西北大学化工原理课件 2、运动的描述方法 —拉格朗日法和欧拉法 ①拉格朗日法:选定一个流体质点,对其进行跟踪 观察,描述运动参数与时间的关系,也称跟踪法。 ②欧拉法:在固定空间位置上观察流体质点的运动 情况。直接描述各有关运动参数在指定空间各点的 分布情况随时间的变化,也称站岗法。 对于速度 u ),( ),( ),( tzyxfu tzyxfu tzyxfu xz xy xx = = = x , y , z—位置坐标 t—时间 u—指定点的速度

西北大学化工原理课件 3、定态流动(定常流动,稳定流动) 定态流动:运动空间的各点的状态不随时间而变化。 对速度: ),( ),( ),( zyxfu zyxfu zyxfu zz yy xx = = = 0 0 = 0 ∂ ∂ = ∂ ∂ = ∂ ∂ t u t u t u x y z

西北大学化工原理课件 3、定态流动(定常流动,稳定流动) 定态流动:运动空间的各点的状态不随时间而变化。 对速度: ),( ),( ),( zyxfu zyxfu zyxfu zz yy xx = = = 0 0 = 0 ∂ ∂ = ∂ ∂ = ∂ ∂ t u t u t u x y z

西北大学化工原理课件 4、流线和轨线 轨线:(轨迹)同一流体质点在不同时刻所占空 间位置的连线。拉格朗日法考察流体运动的结果。 流线:同一瞬时不同质点的速度方向欧拉法考察 的结果。 特点:定态流动时,流线和轨线重合;各流线 不会相交。 流线

西北大学化工原理课件 4、流线和轨线 轨线:(轨迹)同一流体质点在不同时刻所占空 间位置的连线。拉格朗日法考察流体运动的结果。 流线:同一瞬时不同质点的速度方向欧拉法考察 的结果。 特点:定态流动时,流线和轨线重合;各流线 不会相交。 流线

西北大学化工原理课件 5、系统与控制体 系统:(物系)包含大量流体质点的集合。系 统与外界可以有力的作用与能量的交换,但没有质 量交换。拉格朗日法考察流体运动的。 控制体:划定一固定的空间体积来考察问题, 该空间体积称为控制体。构成控制体的空间界面成 为控制面。欧拉法考察流体的。 6、考察方法的选择 对流体流动多采用欧拉法

西北大学化工原理课件 5、系统与控制体 系统:(物系)包含大量流体质点的集合。系 统与外界可以有力的作用与能量的交换,但没有质 量交换。拉格朗日法考察流体运动的。 控制体:划定一固定的空间体积来考察问题, 该空间体积称为控制体。构成控制体的空间界面成 为控制面。欧拉法考察流体的。 6、考察方法的选择 对流体流动多采用欧拉法

西北大学化工原理课件 二、流体流动中的作用力 1、体积力 作用于流体的每一个质点上,并与流体的质量 成正比,对于均质流体也与流体的体积成正比。例 如:重力、离心力、弹力、浮力等。 2、表面力——压力和剪力 作用在所研究流体的表面且与表面积成正比的 力,与流体的质量无关。 压力 —垂直作用在表面上 剪力 —平行作用在表面上(切力) 压强 —单位面积上所受到的压力 剪应力 —单位面积上所受到的剪力

西北大学化工原理课件 二、流体流动中的作用力 1、体积力 作用于流体的每一个质点上,并与流体的质量 成正比,对于均质流体也与流体的体积成正比。例 如:重力、离心力、弹力、浮力等。 2、表面力——压力和剪力 作用在所研究流体的表面且与表面积成正比的 力,与流体的质量无关。 压力 —垂直作用在表面上 剪力 —平行作用在表面上(切力) 压强 —单位面积上所受到的压力 剪应力 —单位面积上所受到的剪力

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