中南大学：《化工传递过程》 第三章 运动方程的应用

第三章运动方程的应用 DO △●+ DbO D △b+个 DaY (u2),O(u,),o(l (p) a(p) a(p), ap 0 az DO DO DO D

第三章 运动方程的应用 P u D Du d   1 2 = −  +    • + = 0    D D u   ( ) 1 2 2 2 2 2 2 z u y u x u x p D Du x x x d x   +   +   +   = −    ( ) 1 2 2 2 2 2 2 z u y u x u y p D Du y y y d y   +   +   +   = −    ( ) 1 2 2 2 2 2 2 z u y u x u z p D Du z z z d z   +   +   +   = −     0 ( ) ( ) ( ) ) ( ) ( ) ( ) ( =   +   +   +   +   +   +         z u y u x u z u y u x u x y z x y z

阻力系数 绕流流动与曳力系数 E≡C b 一一圣里单里验 Po 置圣里的搏理 C一一单新: 料吧叫紧邮 2图4-6理想流体绕过圆柱体流动的简图

阻力系数 • 绕流流动与曳力系数 A u Fd CD 2 2  0 = — —物体表面的受力面积； — —远离物体表面的流体速度； — —曳力系数； — —流体对物体施加的总曳力； A u C F D d 0

阻力系数 总曳力Fd由二部分所组成: H=L+H 形体曳力 摩擦曳力 b

阻力系数 • 总曳力Fd由二部分所组成： – 形体曳力； – 摩擦曳力 Fd = Fdf + Fds Fdf u A F C d D 2 0 2  = Fds

管内流动与范宁摩擦系数 稳态:推动力=阻力 p -p=4p p=-2mL→T 2L 壁面处:r。= APD =三 4L F,=7A 4L

管内流动与范宁摩擦系数 τ p p-Δp L ri r 稳态：推动力＝阻力 r L p r p rL 2 2 2    = −    = − A L pd Fd s s A 4  = = − i s r r  = L pD s 4  壁面处： = −

管内流动与范宁摩擦系数 75=-V5=b-b 4L 4L 2 Z。=f=pDlb 飞 J 下--|藤咀择即里验 一姐藏些新:

管内流动与范宁摩擦系数 pf = −p = p1 − p2 2 2 b s u f   = L pf d s 4   = − A L p d F f ds 4  = − Fds f ub A 2 2 1 =  2 2 1 s ub  = f  流体的平均流速 流体与壁面的接触面积； 范宁摩擦系数； − − − − − − b u A f

运动方程的应用 平板间的稳态平行流; 平壁面的降落液膜流动 园管与套管环隙的稳态流:; 爬流 势流

运动方程的应用 • 平板间的稳态平行流； • 平壁面的降落液膜流动 • 园管与套管环隙的稳态流； • 爬流； • 势流； y x z δ x y

平板间的稳态平行流 流向 De Q D

平板间的稳态平行流 x y z 2yb 流向 = 0   +   +   z u y u x ux y z ( ) 1 2 2 2 2 2 2 z u y u x u x p D Du x x x d x   +   +   +   = −    

平板间的稳态平行流 ①一维流:s=0=0 ·②不可压缩,稳态: 0 D990 +式 0 流向 Q 以单回半平告新 ·③无限宽—u不随z变化, DO ba. Q 0 I Cb+A gn Q 鼠

平板间的稳态平行流 • ①一维流： • ②不可压缩，稳态： • ③无限宽—ux不随z变化， x y z 2yb 流向 uy = 0,uz = 0 = 0   +   +   z u y u x ux y z 0; 0 2 2 =   =   x u x ux x = 0   +   +     = z u u y u u x u u u D Du x u x z x y x x x x x ＋ 方向对 求随体导数：   = 0;   z ux ( ) 1 2 2 2 2 2 2 z u y u x u x p D Du x x x d x   +   +   +   = −    2 2 2 2 , 1 0 y u x p y u x p x d x d       +   = −    或者 ＝

平板间的稳态平行流 Z方向: 0 Bhog=0 Y方向 OQ小 0 偏导→常导 CCT I3 pp 3h qu I 19 丁q 验:

平板间的稳态平行流 • Z方向： • Y方向: • ∴偏导→常导 , 0 1 0 即 ＝ z p z pd d     = −  , 0 1 0 即 ＝ y p y pd d     = −  2 2 dy d u d x dp x d ＝  max 2 0 2 0 0 2 max 0 2 0 max 3 2 3 1 3 2 2 *1 2 1 1 ; 0 y u dx dp u y dx dp u udy y dx dp u y y u u b y b = − = = = − = −                 = −     平均： 积分：

平壁面的降落液膜流动 人S的

平壁面的降落液膜流动  = 0   +   +   z u y u x ux y z   +   +   +   y y z y y y x u z u u y u u x u u ( ) 1 2 2 2 2 2 2 z u y u x u y p Y y y y   +   +   +   = −   ～ δ x y