化工原理基本概念

精品文档---下载后可任意编辑化工原理基本概念 化工原理基本概念 定态流动：流体流动系统中，若各截面上的温度、压力、流速等物理量仅随位置变化，而不随时间变化，这种流动称之为定态流动 非定态流动：若流体在各截面上的有关物理量既随位置变化，也随时间变化，则称为非定态流动。 牛顿粘性定律：对于一定的流体，内摩擦力 F 与两流体层的速度差成正比，与两层之间的垂直距离 dy 成反比，与两层间的接触面积 A 成正比，即 （1-26） 式中：F——内摩擦力，N； ——法向速度梯度，即在与流体流动方向相垂直的 y 方向流体速度的变化率，1/s； μ——比例系数，称为流体的粘度或动力粘度，Pa·s。 一般，单位面积上的内摩擦力称为剪应力，以 τ 表示，单位为 Pa，则式（1-26）变为 （1-26a） 式（1-26）、（1-26a）称为牛顿粘性定律，表明流体层间的内摩擦力或剪应力与法向速度梯度成正比。 牛顿型流体：剪应力与速度梯度的关系符合牛顿粘性定律的流体，称为牛顿型流体，包括所有气体和大多数液体。 非牛顿型流体：不符合牛顿粘性定律的流体称为非牛顿型流体，如高分子溶液、胶体溶液及悬浮液等。本章讨论的均为牛顿型流体。 层流（或滞流）：流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合； 湍流（或紊流）：流体质点除了沿管轴方向向前流动外，还有径向脉动，各质点的速度在大小和方向上都随时变化，质点互相碰撞和混合。 雷诺数 Re：流体的流动类型可用雷诺数 Re 推断。 （1-28） Re 准数是一个无因次的数群。 大量的实验结果表明，流体在直管内流动时， （1） 当 Re≤2000 时，流动为层流，此区称为层流区； （2） 当 Re≥4000 时，一般出现湍流，此区称为湍流区； （3） 当 2000 (非金属固体) > (液体) > (气体)。的大概范围：( 金 属 固 体 101 ～ 102 W/(m·K)) 、 ( 建 筑 材 料 10-1 ～ 100 W/(m·K)) 、 ( 绝 缘 材 料 10-2 ～ 10-1 W/(m·K)) 、 ( 液 体 10-1 W/(m·K)) 、 (气体 10-2～10-1 W/(m·K))。 一维温度场: 假设平壁内温度只沿 x 方向变化，y 和 z 方向上无温度变化，即这是一维温度场。 传热过程的计算 在实际生产中，需要冷热两种流体进行热交换，但不允许它们混合，为此需要采纳间壁式的换热器。此时，冷、热两流体分别处在间壁两侧，两流体间的热交换包括了固体壁面的精品文档---下载后...