化工笔记——粘度,流体流动(层流,湍流),阻力损失.ppt
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1、Your company sloganYour company slogan一、粘度(黏度)一、粘度(黏度)v粘度的定义粘度的定义 不同流体的流动性能不同,是因为流体内部质不同流体的流动性能不同,是因为流体内部质不同流体的流动性能不同,是因为流体内部质不同流体的流动性能不同,是因为流体内部质点间做相对运动时存在不同的内摩擦力。点间做相对运动时存在不同的内摩擦力。点间做相对运动时存在不同的内摩擦力。点间做相对运动时存在不同的内摩擦力。质点:有质量,无体积和形状的点。用来代替质点:有质量,无体积和形状的点。用来代替质点:有质量,无体积和形状的点。用来代替质点:有质量,无体积和形状的点。用来代替物体
2、的有质量的点,理想模型,实际不存在。物体的有质量的点,理想模型,实际不存在。物体的有质量的点,理想模型,实际不存在。物体的有质量的点,理想模型,实际不存在。粘性:表示流体流动时产生内摩擦力的特性。粘性:表示流体流动时产生内摩擦力的特性。粘性:表示流体流动时产生内摩擦力的特性。粘性:表示流体流动时产生内摩擦力的特性。实际流体都具有粘性,差别很大。如空气和水,实际流体都具有粘性,差别很大。如空气和水,实际流体都具有粘性,差别很大。如空气和水,实际流体都具有粘性,差别很大。如空气和水,粘性较小;甘油粘性较大。粘性较小;甘油粘性较大。粘性较小;甘油粘性较大。粘性较小;甘油粘性较大。Your compa
3、ny sloganYour company slogan一、粘度(黏度)一、粘度(黏度)v粘度的定义粘度的定义 粘性是流动性的反面,粘性越大,流动性越小。粘性是流动性的反面,粘性越大,流动性越小。粘性是流动性的反面,粘性越大,流动性越小。粘性是流动性的反面,粘性越大,流动性越小。流体产生阻力的根源:由于流体具有粘性,流流体产生阻力的根源:由于流体具有粘性,流流体产生阻力的根源:由于流体具有粘性,流流体产生阻力的根源:由于流体具有粘性,流动时流体克服内摩擦力做功,将流体的一部分动时流体克服内摩擦力做功,将流体的一部分动时流体克服内摩擦力做功,将流体的一部分动时流体克服内摩擦力做功,将流体的一部分
4、机械能转变为热能而损耗。机械能转变为热能而损耗。机械能转变为热能而损耗。机械能转变为热能而损耗。Your company sloganYour company slogan一、粘度(黏度)一、粘度(黏度)v粘度的定义粘度的定义 粘度是反映流体粘性大小的物理量。粘度是反映流体粘性大小的物理量。粘度是反映流体粘性大小的物理量。粘度是反映流体粘性大小的物理量。同样流动情况下,流体的粘度越大,流体流动同样流动情况下,流体的粘度越大,流体流动同样流动情况下,流体的粘度越大,流体流动同样流动情况下,流体的粘度越大,流体流动时产生的内摩擦力越大。时产生的内摩擦力越大。时产生的内摩擦力越大。时产生的内摩擦力越
5、大。粘度是流体的物性之一,由实验测定。与流体粘度是流体的物性之一,由实验测定。与流体粘度是流体的物性之一,由实验测定。与流体粘度是流体的物性之一,由实验测定。与流体种类、温度、压力有关。种类、温度、压力有关。种类、温度、压力有关。种类、温度、压力有关。液体粘度随温度升高而降低,压力忽略。液体粘度随温度升高而降低,压力忽略。液体粘度随温度升高而降低,压力忽略。液体粘度随温度升高而降低,压力忽略。气体粘度随温度升高而增大,极高或极低压力气体粘度随温度升高而增大,极高或极低压力气体粘度随温度升高而增大,极高或极低压力气体粘度随温度升高而增大,极高或极低压力时考虑其影响。时考虑其影响。时考虑其影响。时
6、考虑其影响。Your company sloganYour company slogan一、粘度(黏度)一、粘度(黏度)v粘度的单位粘度的单位国际单位制下,粘度单位为国际单位制下,粘度单位为国际单位制下,粘度单位为国际单位制下,粘度单位为=Pa.s=Pa.s=Pa.s=Pa.s物理单位制用物理单位制用物理单位制用物理单位制用cPcPcPcP(厘泊)(厘泊)(厘泊)(厘泊)1cP=10 1cP=10 1cP=10 1cP=10-3-3-3-3Pa.sPa.sPa.sPa.s运动粘度:流体的粘性还可以用粘度运动粘度:流体的粘性还可以用粘度运动粘度:流体的粘性还可以用粘度运动粘度:流体的粘性还可以用
7、粘度与密度与密度与密度与密度的比值表示,称为运动粘度,以符号的比值表示,称为运动粘度,以符号的比值表示,称为运动粘度,以符号的比值表示,称为运动粘度,以符号表示。表示。表示。表示。=/=/=/=/单位为单位为单位为单位为m m m m2 2 2 2/s/s/s/s。运动粘度也是流体的物理性质。运动粘度也是流体的物理性质。运动粘度也是流体的物理性质。运动粘度也是流体的物理性质。Your company sloganYour company slogan一、粘度(黏度)一、粘度(黏度)v粘度单位换算粘度单位换算 1 1 1 1厘泊厘泊厘泊厘泊(1cP)=1(1cP)=1(1cP)=1(1cP)=1
8、毫帕斯卡毫帕斯卡毫帕斯卡毫帕斯卡.秒秒秒秒(1mPa.s)(1mPa.s)(1mPa.s)(1mPa.s)100 100 100 100厘泊厘泊厘泊厘泊(100cP)=1(100cP)=1(100cP)=1(100cP)=1泊泊泊泊(1P)(1P)(1P)(1P)1000 1000 1000 1000毫帕斯卡毫帕斯卡毫帕斯卡毫帕斯卡.秒秒秒秒(1000mPa.s)=1(1000mPa.s)=1(1000mPa.s)=1(1000mPa.s)=1帕斯卡帕斯卡帕斯卡帕斯卡.秒秒秒秒 (1Pa.s)(1Pa.s)(1Pa.s)(1Pa.s)1000 1000 1000 1000微微微微 帕斯卡帕斯卡
9、帕斯卡帕斯卡.秒(秒(秒(秒(1000 Pa.s1000 Pa.s1000 Pa.s1000 Pa.s)=1=1=1=1毫帕斯毫帕斯毫帕斯毫帕斯卡卡卡卡.秒秒秒秒(1mPa.s)(1mPa.s)(1mPa.s)(1mPa.s)Your company sloganYour company slogan一、粘度(黏度)一、粘度(黏度)v粘度的作用粘度的作用 粘度对各种润滑油、质量鉴别和确定用途,及粘度对各种润滑油、质量鉴别和确定用途,及粘度对各种润滑油、质量鉴别和确定用途,及粘度对各种润滑油、质量鉴别和确定用途,及各种燃料用油的燃烧性能及用度等有决定意义。各种燃料用油的燃烧性能及用度等有决定意义
10、。各种燃料用油的燃烧性能及用度等有决定意义。各种燃料用油的燃烧性能及用度等有决定意义。Your company sloganYour company slogan一、粘度(黏度)一、粘度(黏度)v粘度举例粘度举例 在同样馏出温度下,以烷烃为主要组份的石油在同样馏出温度下,以烷烃为主要组份的石油在同样馏出温度下,以烷烃为主要组份的石油在同样馏出温度下,以烷烃为主要组份的石油产品粘度低,而粘温性较好,即粘度指数较高,产品粘度低,而粘温性较好,即粘度指数较高,产品粘度低,而粘温性较好,即粘度指数较高,产品粘度低,而粘温性较好,即粘度指数较高,也就是粘度随温度变化而改变的幅度较小;含也就是粘度随温度变
11、化而改变的幅度较小;含也就是粘度随温度变化而改变的幅度较小;含也就是粘度随温度变化而改变的幅度较小;含环烷烃(或芳烃)组份较多的油品粘度较高,环烷烃(或芳烃)组份较多的油品粘度较高,环烷烃(或芳烃)组份较多的油品粘度较高,环烷烃(或芳烃)组份较多的油品粘度较高,即粘温性较差;含胶质和芳烃较多油品粘度最即粘温性较差;含胶质和芳烃较多油品粘度最即粘温性较差;含胶质和芳烃较多油品粘度最即粘温性较差;含胶质和芳烃较多油品粘度最高,粘温性最差,即粘度指数最低。高,粘温性最差,即粘度指数最低。高,粘温性最差,即粘度指数最低。高,粘温性最差,即粘度指数最低。重质燃料油粘度大,经预热使运动粘度达到重质燃料油粘
12、度大,经预热使运动粘度达到重质燃料油粘度大,经预热使运动粘度达到重质燃料油粘度大,经预热使运动粘度达到1820mm2/s1820mm2/s1820mm2/s1820mm2/s(40404040),有利于喷油嘴均匀喷油。),有利于喷油嘴均匀喷油。),有利于喷油嘴均匀喷油。),有利于喷油嘴均匀喷油。Your company sloganYour company slogan二、流体流动的现象二、流体流动的现象v两种流型两种流型层层流与湍流流与湍流1 1、层流(或滞流)层流(或滞流)层流(或滞流)层流(或滞流)流体质点仅沿着与流体质点仅沿着与流体质点仅沿着与流体质点仅沿着与管轴平行的方向作管轴平行的
13、方向作管轴平行的方向作管轴平行的方向作直线运动,质点无直线运动,质点无直线运动,质点无直线运动,质点无径向脉动,质点之径向脉动,质点之径向脉动,质点之径向脉动,质点之间互不混合;间互不混合;间互不混合;间互不混合;Your company sloganYour company slogan二、流体流动的现象二、流体流动的现象v两种流型两种流型层流与湍流层流与湍流2 2 2 2、湍流(或紊流)、湍流(或紊流)、湍流(或紊流)、湍流(或紊流)流体质点除了沿管轴方向向前流动外,还有径流体质点除了沿管轴方向向前流动外,还有径流体质点除了沿管轴方向向前流动外,还有径流体质点除了沿管轴方向向前流动外,还有
14、径向脉动,各质点的速度在大小和方向上都随时向脉动,各质点的速度在大小和方向上都随时向脉动,各质点的速度在大小和方向上都随时向脉动,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变化,质点互相碰撞和混合变化,质点互相碰撞和混合变化,质点互相碰撞和混合 在自然间中,我们常遇到流体作湍流,如江河在自然间中,我们常遇到流体作湍流,如江河在自然间中,我们常遇到流体作湍流,如江河在自然间中,我们常遇到流体作湍流,如江河急流、空气流动、烟囱排烟等都是湍流急流、空气流动、烟囱排烟等都是湍流急流、空气流动、烟囱排烟等都是湍流急流、空气流动、烟囱排烟等都是湍流Your company sloganYou
15、r company slogan二、流体流动的现象二、流体流动的现象v两种流型两种流型层层流与湍流流与湍流2 2、湍流湍流湍流湍流 Your company sloganYour company slogan二、流体流动的现象二、流体流动的现象v流型判据流型判据雷诺准数雷诺准数流体的流动类型可用雷诺数流体的流动类型可用雷诺数流体的流动类型可用雷诺数流体的流动类型可用雷诺数ReReReRe判断判断判断判断Re=du/Re=du/Re=du/Re=du/或或或或Re=dG/Re=dG/Re=dG/Re=dG/式中:式中:式中:式中:d d d d管内径,管内径,管内径,管内径,m m m m;u
16、u u u管内流体平均流速,管内流体平均流速,管内流体平均流速,管内流体平均流速,m/sm/sm/sm/s;管内流体密度,管内流体密度,管内流体密度,管内流体密度,kg/mkg/mkg/mkg/m3 3 3 3;管内流体黏度,管内流体黏度,管内流体黏度,管内流体黏度,Pa.sPa.sPa.sPa.s;G G G G质量流速,质量流速,质量流速,质量流速,kg/mkg/mkg/mkg/m2 2 2 2.s.s.s.sYour company sloganYour company slogan二、流体流动的现象二、流体流动的现象v流型判据流型判据雷诺准数雷诺准数 雷诺准数雷诺准数ReRe是一个无因
17、次的数群。大量的实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:验结果表明,流体在直管内流动时:当当Re2000Re2000时,流动为层流,此区称为层流时,流动为层流,此区称为层流区;区;当当Re4000Re4000时,一般出现湍流,此区称为湍时,一般出现湍流,此区称为湍流区;流区;当当2000 Re 4000 2000 Re 4000 时,流动可能是层流,时,流动可能是层流,也可能是湍流也可能是湍流Your company sloganYour company slogan二、流体流动的现象二、流体流动的现象v流型判据流型判据雷诺准数雷诺准数 必须指出,根据必须指出,根据ReR
18、e的大小将流动分为三个区的大小将流动分为三个区域:层流区、过渡区、湍流区,但流动类型域:层流区、过渡区、湍流区,但流动类型只有两种:层流和湍流。只有两种:层流和湍流。过渡区并不表示一种过渡的流型,只是表示过渡区并不表示一种过渡的流型,只是表示该区可能出现层流,也可能出现湍流。该区可能出现层流,也可能出现湍流。Your company sloganYour company slogan二、流体流动的现象二、流体流动的现象v流型判据流型判据雷诺准数雷诺准数雷诺准数的物理意义雷诺准数的物理意义雷诺准数的物理意义雷诺准数的物理意义 雷诺准数雷诺准数雷诺准数雷诺准数ReReReRe反映了流体流动中惯性力
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