化工流体力学读书笔记.doc

学习随笔《化工流体力学》第一章流体运动规律的影响因素和研究方法 流体的物理属性( 1 )连续介质假定在流体力学中研究研究流体的运动规律时,考察的是大量分子组成的流体质点的宏观运动规律,而不着眼于微观分子的运动状况,因此可以采用连续介质来代替流体的真实结构。但是,在高空或真空等稀疏气体条件下,连续介质假设不再成立。在我们研究的盐溶液运移造腔过程中可以采用连续介质假设。( 2 )密度、压缩性密度:由于温度、压力、组分的差异可引发密度差,从而导致自然对流。靠近腔壁、腔顶位置盐溶液浓度高,而中心位置浓度低,在外部流体运动的带动下势必造成浓度场的运移、变化。压缩性:其中压力对液体和低速气体的影响较小,可以近似的认为液体、气体是不可压缩的。而我们所要关注的主要问题是温度变化和盐溶液浓度变化对造腔过程的影响,以及形成的温度场和浓度场随时间和腔体建造过程的变化情况。瓦斯抽采过程中密度和压缩性同液体。( 3 )黏性、牛顿流体?黏性: 流体受到剪切力作用时抵抗变形的能力称为黏性,即流体运移时抵抗运移变形的内摩擦力。一般情况下,流体的黏性可以忽略不计,像水、空气等黏性很小,而蜂蜜、甘油、树脂等黏性较大。考察运动流体时,黏性是很重要的属性,既是传递动量的动力,又是抵抗运动的因素。?黏度: 剪切应力和速度(或剪切速率)之比:dy du x yx???,类似虎克定律,表明了力和变形之间的关系。式中, μ——黏度, N· s/m 2或 Pa·s或泊, 1泊=10 -1N· s/m 2 τ yx——相邻层流之间的剪切应力 dy du x ——速度梯度,剪切变形速率(简称剪切速率) ,以 yx?=-dt d?表示,即单位时间内夹角的变化。运动黏度????单位 m 2 /s ?黏度与温度、压力的关系: 低密度气体的黏度随温度上升而增大,公式见 P5式 -5 。液体的黏度随温度上升而降低。 btae ???,其它公式见教材 P6式 -6 。压力对流体的黏度的影响一般可以忽略不计,极高压力除外。运动黏度??/?v 单位 m 2 /s 。在常温、常压下,水的黏度较空气大 2个数量级,但运动黏度却小 1个数量级。流体黏度是各类流体运动规律分析和计算中不可缺少的数据,常见的流体黏度可以通过手册查找。?牛顿流体: 满足剪切应力τ yx与速度梯度(剪切速率)dy du x成正比关系的流体均称为牛顿流体。我们研究的盐溶液或瓦斯流体为牛顿流体。?宾汉流体: 是指当剪切应力大到一定数量时流体的黏度规律同牛顿流体即: 00?????dy du x yx。这类流体主要有泥浆、污水、颗粒悬浮液等。(4 )导热性、导热率流体中存在温度差,就会有热量传递,表示流体导热能力的物理性质就是导热率。单位面积、单位时间所传导的热量称为导热通量或热流强度: dy dT kA Qq???,式中负号表示热流方向与温度梯度方向相反,该方程称为傅立叶热导定律,即热通与温度梯度呈线性关系, k为热导率, dy dT qk??。气体的热导率随温度升高而增大,大部分液体(水和甘油除外)的热导率随温度的升高而降低。液体中水的热导最高。压力对热导率的影响不大。我们的研究适当考虑热导率在不同层位之间的影响。 dy cT dq )(????c k???, c为比热容, ρ为密度,则α为导温系数或热扩散系数,单位 m 2 /s;