1、0 zvvyvvxvvtvzpfzvvyvvyvvtvypfzvvyvvxvvtvxpfzzzyzxzzyzyyyxyyxzxyxxxx111n在一般運(yùn)動(dòng)的物體中的A(x,y,z)點(diǎn)取一平行六面體邊長分別:dx,dy,dz.n分析受力：質(zhì)量力 fx fy fz 表面力：法向力 A點(diǎn)所在的面 G點(diǎn)所在的面切向力：其中下標(biāo)x-表示該力所在面的法線方向，y表示該力平行的坐標(biāo)軸方向 zyx,xxxyyyzzzxydydzdxxdydzdxdydzfdtdvdxdydzxxxxx)(dzdxdyydxdzyxyxyx)(dxdydzzdxdyzxzxzx)(兩端同除以微元體的質(zhì)量化減兩端同除以微元體的質(zhì)

2、量化減)(11)(11)(11yxzfdtdvxzyfdtdvzyxfdtdvyzxzzzzxyzyyyyzxyxxxx討論：方程中討論：方程中16個(gè)量，除個(gè)量，除密度，質(zhì)量力可知外其余密度，質(zhì)量力可知外其余十二個(gè)量待求，方程不封十二個(gè)量待求，方程不封閉，需補(bǔ)充方程。閉，需補(bǔ)充方程。)(2)(2)(2zvxvyvzvxvyvxzxzxzzxzyzyzyyzyxyxyxxy zvpyvpxvpzzyyxx222 與角變形速度關(guān)系與角變形速度關(guān)系與線變形速度關(guān)系與線變形速度關(guān)系n將切向應(yīng)力和法向應(yīng)力代入應(yīng)力形式的方程則有：)(11zyxfdtdvzxyxxxx)(1222222zvyvxvxpfx

3、xxx)(zvyvxvxzyx)(1)(1)(1222222222222222222zvyvxvzpfdtdvzvyvxvypfdtdvzvyvxvxpfdtdvzzzzzyyyyyxxxxxvpfdtvd21n方程右端單位質(zhì)量流體的慣性力n左端第一項(xiàng)質(zhì)量力 第二項(xiàng)壓力 第三項(xiàng)粘性力不可壓縮的粘性流體在運(yùn)動(dòng)過程中慣性力和壓力、質(zhì)量力、粘性力的合力相平衡。討論（1）對(duì)于理想流體 歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程 （2）對(duì)于靜止流體 平衡微分方程 （3）理論上可求解任何流動(dòng)，該方程連續(xù)性方程封閉，但實(shí)際上只有少數(shù)情況可以求解。n一、蠕流的意義和特點(diǎn) 意義：熱電站中常遇到的問題1.鍋爐中的粉塵和空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)2.煙

4、道中的灰塵和空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)3.冷凝器中的水滴和空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)4.除塵器中顆粒群和空氣動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)5.氣流輸送6.內(nèi)燃機(jī)中混合氣 特點(diǎn)：雷諾數(shù)小意味著尺度小、流速低速度低邊界層不分離，完全速度低邊界層不分離，完全繞流壓差阻力不計(jì)算繞流壓差阻力不計(jì)算慣性力粘性力慣性力不計(jì)慣性力粘性力慣性力不計(jì)質(zhì)量力不計(jì)質(zhì)量力不計(jì)n總阻力：小形顆粒 ACFDD22142dA22222842121dCdCACFDDDD又由阻力和雷諾數(shù)的關(guān)系又由阻力和雷諾數(shù)的關(guān)系Re24DCdFD3小雷諾數(shù)下小球阻力的斯托克斯公式小雷諾數(shù)下小球阻力的斯托克斯公式n氣固 鍋爐中氣力輸送煤粉 鑄造 氣力輸送型沙 原蘇聯(lián)在西伯利亞修建了一條氣

5、力輸送管道運(yùn)煤，年輸送能力相當(dāng)于10列火車。 氣 液 以氣體為動(dòng)力輸送液體 石油開采 內(nèi)燃機(jī)中的柴油噴注 液固以液體為動(dòng)力輸送固體 水利中的清淤 平整土地 河道中的泥沙沉積 n1、定義：固體或液體在靜止流體中下降時(shí)，由于重力加速度的原因速度逐漸增加，阻力也相應(yīng)增大，當(dāng)阻力、重力和浮力相平衡時(shí)，將以恒定的速度下將，這個(gè)速度就是自由沉降速度。如傘兵對(duì)體重有要求。n2、一般表達(dá)式如果，組成小球的物質(zhì)的密度為 ，流體的重度為 ，則：sgdWs361gdFB36124122fDDVdCFsDfCgdV34根據(jù)重力和阻力、浮力相平衡得根據(jù)重力和阻力、浮力相平衡得 （1） 當(dāng) Re1，將 CD=24/Re帶

6、入式（818），得 2181dvgvsf （819） （2） 當(dāng) Re=101000時(shí)，將CD=13/eR帶入式（818），得 dvgVsf325 . 0)394( （820） (3) 當(dāng) Re=10002510 時(shí)，將 CD=0.48 代入式（818），得 21)8 . 2(sfgdV （821） 當(dāng)圓球在氣體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于氣體的密度遠(yuǎn)小于小球的密度s，利用上面的公式計(jì)算自由沉降速度時(shí)，可以忽略公式中分子上的氣體密度。 sDfCgdV34n當(dāng)流體以 自下而上運(yùn)動(dòng)時(shí)，1）當(dāng) 顆粒則以 的速度下降2）當(dāng) 顆粒則以 的速度上升3）當(dāng) 顆粒則懸浮不動(dòng)。此時(shí)的速度 成為顆粒的懸浮速度fffff 一、概

7、念一、概念 低速飛機(jī)：低速飛機(jī)：L30m， U0=100m/s，n n =1. 510-5m2/s 85102105 . 130100Re高速船高速船 U0=50kn25m/s:86106 . 61014. 13025ReRe1 流動(dòng)意味著粘性應(yīng)力相對(duì)于慣性力很小，流動(dòng)意味著粘性應(yīng)力相對(duì)于慣性力很小， n當(dāng)粘性流體以大雷諾數(shù)平滑地繞流靜止物體時(shí)，在壁面附近將出現(xiàn)一個(gè)流速由壁面上的零值迅速增至與來流速度相同數(shù)量級(jí)的薄層，稱為邊界層. xyvbv邊界層外緣邊界層外緣尾渦區(qū)勢(shì)流區(qū)oxcrxAB層流邊界層過渡區(qū)粘性底層紊流邊界層n邊界層的厚度： 達(dá)到來流速度99的點(diǎn)為邊界層的邊界點(diǎn)，邊界點(diǎn)到壁面的距離

8、為邊界層的厚度，是x的函數(shù)。)(x(x)u(,y)xyU0oUe圖9.1.1 平壁面繞流的邊界層0.99UeUeL（1）邊界層很薄：）邊界層很薄： 隨隨x的增大而增大；的增大而增大；（2）邊界層內(nèi)速度梯度很大，粘性不可忽略：）邊界層內(nèi)速度梯度很大，粘性不可忽略： 有旋流動(dòng)有旋流動(dòng)（3）邊界層內(nèi)壓力沿壁面法向不變，即等于外部勢(shì)流壓力：）邊界層內(nèi)壓力沿壁面法向不變，即等于外部勢(shì)流壓力：（4）邊界層內(nèi)流向速度分布具有漸進(jìn)性：）邊界層內(nèi)流向速度分布具有漸進(jìn)性： , , （5 5）邊界層外部速度梯度很小，為理想流體無旋流動(dòng)。）邊界層外部速度梯度很小，為理想流體無旋流動(dòng)。1Re1LL1yu0ypeyUu9

9、9. 0epp 0yyun層流邊界層和紊流邊界層 1.判別準(zhǔn)則 平板 和板的粗糙度以及來流速度有關(guān)。 2.構(gòu)造： 內(nèi)部全部為層流的為層流邊界層 混合邊界層 nxVxRe65103105RexoxcrxAB層流邊界層過渡區(qū)粘性底層紊流邊界層n一、條件： 定常 平面 粘性不可壓縮流體，忽略質(zhì)量力 N-S方程簡化 01122222222yvxvyvxvypyvvxvvyvxvxpyvvxvvyxyyyyyxxxxyxxnnn數(shù)量級(jí)比較法：以某一基數(shù)為底比較指數(shù)的大小，保留主要相忽略次要項(xiàng)，達(dá)到簡化方程的目的。n方程的無因次化 2,;pplyylxxyyxx( ( 1 1 01 1 1 1 Re11 1 1 1 11 Re122222222222yvxvyvxvypyvvxvvyvxvxpyvvxvvyxyylyyyxxxlxyxx比較慣性項(xiàng)第比較慣性項(xiàng)第2式中的兩式中的兩項(xiàng)可以忽略項(xiàng)可以忽略比較第比較第1式中的粘性項(xiàng)第式中的粘性項(xiàng)第1項(xiàng)可以忽略，第項(xiàng)可以忽略，第2式中的式中的粘性項(xiàng)的粘性項(xiàng)的x的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)可以的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)可以忽略。比較第忽略。比較第1式和第式和第2式式中的粘性項(xiàng)，第中的粘性