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动量传递概述
摘要：动量传递现象是自然界普遍存在的现象。在化学工程中，动量传递理论不仅运 用与流体输送有关的单元操作过程中，而且他还是研究热量和质量传递的基础。研究的主要 对象是黏性流体的流动。通过在传递过程中的总衡算以及微分衡算，建立动动量传递概述
摘要：动量传递现象是自然界普遍存在的现象。在化学工程中，动量传递理论不仅运 用与流体输送有关的单元操作过程中，而且他还是研究热量和质量传递的基础。研究的主要 对象是黏性流体的流动。通过在传递过程中的总衡算以及微分衡算，建立动量传递的微分方 程，并在特定的定解条件下求解，可以获得所描述体系的有关物理量随空间位置和时间的逐 点变化规律。进而求出动量传递的速率。这样，运用质量守恒定律进行微分质量衡算所得的 方程称为连续性方程。
关键词：动量传递、黏性流体、微分衡算、连续性方程
动量传递现象
在流体流动的过程中，由于存在速度的梯度，所以会发生动量的传递。主要是有两个部 分组成：一是层流流动中的分子的不规则热运动引起的分子迁移过程；二是湍流流动中的微 团脉动引起的涡流传递过程。
牛顿黏性定律
流体具有流动性，没有固定形态，在外力以及分子的布朗运动的共同作用下，其内部会
图1流体流动的动量传递现象
牛顿黏性定律可表示为：
du
T = 一卩 x
dy
式中剪应力T是作用在与y方向相垂直的单位面积上的力，也表示y方向的动量通量。 式中的负号表示动量通量的方向和速度梯度方向相反，即动量朝向速度降低的方向传递。M 为流体的动力黏度，一般简称为黏度。
连续性方程
连续性方程的推导采用欧拉观点。在单组分等温流体系统（如水）或组成均匀的多组
分混合物系统（如空气）中，运用质量守恒原理进行微分质量衡算，所得的方程为连续性方 程。
根据质量守恒原理对索取的控制体进行质量衡算， 得：
流出质量流率—流入质量流率+累积质量流率=0 流入和流出微元控制体的质量流率可按 x、y、z 3 个方 向进行考虑。
在x方向上，流体经控制体的左侧面流入控制体的质
量通量为Q u ，则质量流率为Pu dydz ；而由控制体右侧 xx
平面流出的质量通量则为P丄。（Pu ），故由右侧平面 P u + x dx
流出的质量流率为「 0 (pu ) 1 。
p u + x dx dydz
x 0 r
于是，x方向流出与流入微元控制体的质量流率之差为
0 ( p u )
p u + x dx
x 0x
0 ( p u )
dydz- p u dydz= x d xdy d z
x 0x
同理，可得y和z方向流出和流入微元控制体的质量流率之差分别为
dy dxdz - p u dxdz
0 ( p u )
y dxdydz
dxdy - p u dxdy
z
0 ( p u )
z dxdydz
0z
0 ( p u ) p u + y y 0y
控制体任一时刻的质量流量为 pdx