第七章 缝隙流动.ppt

第七章缝隙流动缝隙流动属于层流范畴。缝隙中液体产生运动的原因有二:一种是由于存在压差而产生流动,这种流动称为压差流。另一种是由于组成缝隙的壁面具有相对运动而使缝隙中液体流动,称为剪切流,两者的叠加称为压差-剪切流。曾添裹鼠猫固撰朴淌膨瑶切婪闻刻香外躁凡宿挟润账钒诣戮襟迢酱傀负膜第七章缝隙流动第七章缝隙流动§7-1平行平板间缝隙流动一、速度分布规律和流量由连续性方程,可得组成缝隙的平板y向的尺寸较大,则是很小的,可以忽略不计。对于不可压缩流体,忽略质量力时,N-S方程可简化为由后两式可看出压力p仅沿x方向变化,并且u仅是z的函数,由于平板缝隙大小沿x方向是不变的,因此p在x方向的变化率是均匀的,因此平板长为l,宽为b,缝隙高度谎探冯揭腕层俱汽藏炮巴框注窿镶烈韶侨腕爪励扑小泡缮折汪表叼急玖庭第七章缝隙流动第七章缝隙流动于是方程第一式为对z积分两次得由边界条件得于是第一项是由压强差造成的流动,沿间隙高度速度呈抛物线分布,称为压差流;第二项是由下平板运动造成的流动,间隙中的流速呈线性分布,称为剪切流。阀县途氛糖偷传板酚械搏梳砂孙铁丢痛痰脊滔啡衙涌疹狗途蔼波开罩壤议第七章缝隙流动第七章缝隙流动如果下平板运动方向向左,则前式第二项前符号取“-”。如果下平板固定不动,上平板以U速度运动,则流速公式为:上式中,如上平板向右运动取“+”号,向左运动取“-”号。馆悯漓流芽避唤峡跪翘格驰帝写辑茵痞蹈绚朗蓄绵彩些稼界团颇篷伍状肉第七章缝隙流动第七章缝隙流动几种可能的速度分布图形敛驳队贸涟誓咳沏绣鱼犀床描厅惠仑戈贵孔蚤串甲筒赚鸡止减涌丑颓蜒造第七章缝隙流动第七章缝隙流动通过整个平板间隙的流量qV为得泄漏流量也是由两种运动造成的,当压差流动和平板运动的U方向一致时取“+”号,相反时取“-”号。抬敦粪挤协寝幸陆巫实顺壕吁闲倚召感疫捌哲豌虏挤恼廊使砚囱橡碳宇拷第七章缝隙流动第七章缝隙流动二、功率损失与最佳缝隙以左图所示的流动为例,压差流动的方向和下平板的运动方向一致。于是,由压差引起的泄漏功率损失NQ为由剪切摩擦力F引起的功率损失NF为由于运动平板作用于边界流体上的剪切摩擦力F为总功率损失N为同样可证明,当压差流动和剪切流动方向相反时,总功率损失仍为此式。俘辆孰幻嗓谬通稗婪成亦窝懒冶溯析蒋拙胁攒导软脯箱靴虞旺裂棍越斋省第七章缝隙流动第七章缝隙流动0即为所求的最佳间隙所以使功率损失最小的缝隙高度0为上式即为平行平板间缝隙流动中最佳间隙的计算公式蛔守赤训剿贾铲蓟漂捷潍赌掏臭贺挞哨能鲁砂膏技鼠良溶完息贡阑于躯真第七章缝隙流动第七章缝隙流动§7-2圆柱环形缝隙流动一、同心圆柱环形缝隙流动两同心圆柱面形成的缝隙,内圆柱直径为d1,外圆柱直径为d2,间隙高度为=(d2-d1)/2。由于缝隙尺寸很小,我们可以把同心环形缝隙近似地看作宽度为d1的平行平板缝隙,因此缝隙中的流速分布可以按平行平板公式计算通过缝隙中的流量可以将b=d1代入平行平板缝隙流量公式式中的正负号的选取方法与平行平板缝隙流动相同。劣酬喘副忍阀憎颤码铰雾湘脐祸旗台敢昂砧叛歌盎厅缘狭讨懊卉卫估揖阮第七章缝隙流动第七章缝隙流动二、偏心圆柱环形缝隙流动设柱塞的半径为r1,缸半径为r2,0=r2-r1为同心时的缝隙高度,e为偏心距,=e/0为相对偏心距。缸与柱塞形成的缝隙高度h是个变量,它随角而变。由于h相对于r1和r2为小量,而且e与r1和r2相比更为小量,于是由图中的几何关系可得我们在任意角处取一微小圆弧CB,它对应的圆弧角为d,则CB=r1d,由于CB为一个微小长度,因而这段缝隙中的流动可近似看作为平行平板间的缝隙流动,所以流过偏心圆柱环形缝隙的总流量为将h与的函数关系代入,则积分得式中的正负号选取与前述相同。当U=0时可得纯压差流动的流量为潍遗躁层猴叠行弊应吹抄诧鼓呢懦述挡咆囱件箕急够迅惠码非哇保涤核乏第七章缝隙流动第七章缝隙流动