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对于任何层流流动问题,原则上都可以通过求解上述方程获得流动的速度分布,压力分布,进而求得流动的阻力。但对于湍流,则需对上述方程作适当变换后求解。然而,即使是对于简单的层流流动,由于方程本身的非线性特点,洁净板厂家也仅仅针对比较简单为数较少的流动情况,才能获得方程的解析解,这是由于对这类简单的流动问题,可以将上述三维非线性方程化简成二维甚至一维的线性方程。本节主要介绍层流流动的求解问题,湍流将在下一节讨论。,,平壁上的降落液膜流动降落液膜流动是化工上一种常见的流体流动方式,它涉及许多传热传质过程,例如膜状冷凝,湿壁塔吸收等。图示出一垂直放置的固体壁面,液体在重力作用下成膜状沿壁面下流。液膜内流动速度很慢,呈稳态层流流动。液跟的一侧紧贴壁面,另一侧为自由表面。下面根据连续性方程和运动方程,求解液膜内的速度分布,主固体流速及液膜厚度。
不可压缩流体的连续性方程为由于降落液膜为一维流动沿方向,图降落液于是式可简化为膜的稳态流动,其次,化简不可压缩流体的运动方程。在方向上,生由于是稳态流动日;洁净板厂家液膜外为自由表面,外界压力一定,于是:假定固体壁面很宽不随而变,则:液膜受重力作用下落,故应考惑重力场的影响。由于轴与重力方向相同,故。将上述条件以及,日代人上式,方程后可化简为“由于故式中的偏导数“可以写成常导数,于是式变为下面确定定解条件。在壁面处,液休粘附于壁面,流速为零:而液膜的外表面为自由表面,剪应力为零,故有,,为求解降落液膜内的速度分布,将式分离变量积分,井代人式和式求出积分常数,后得“,器上式即为液膜内速度分布方程,为抛物线形状。
液膜内的主体流速可如下求得:在方向上取一单位宽度,在液膜内的任意处,取微分长度,则通过微元面积的流速为,体积流率为。于是,通过洁净板厂家单位宽度截面的体积流率为。根据主体流速的定义,将式代人上式积分,可得μ由式,亦可直接得到液膜厚度的计算式为例某流体的运动粘度为,密度为,欲使该流体沿宽为的垂直平壁下降的液膜厚度达到,则液膜下降的质量流率应为多少?解:由式,得图对因此,单位宽度的质量流率为''上述计算结果仅当液膜内流动为层流时才是正确的,因此,需要验算流动的数。当量直径,故,由此可知,流动确为层流,上述计算结果是正确的。套管环隙中的轴向稳态层流流体在两根同心套管环隙空间沿轴向流动问题在物料的加热或冷却时经常遇到。,有两根同心套管,内管的外半径为,外管的内半径为,不可压缩流体在两管环隙间沿轴向流过。设所考察的部位远离进出口,求套管环酿内的速度分布主体流速以及压力降的表达式。
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本题附国的高位精液而维持恒定,管路中和两段的长度直径及相糙度均相同。某液体以一定流率流过管路,液体在流动过程中温度可视为不变。同:液体通过和两管段的枫失是否相等?此两管段的压力差是否相等?并写出它们的表达式。
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管擎的相箱度可取为,大气压为。求或风机的功率答:如本颗附图,贮槽内水位锥持不变。情的底部与内径为的钢质放水管相连,管路上装有一个阐阀,车间净化器距管路人口端处安有以水银为指示液的管压差计,其一臂与管道相连,另一臂通大气。
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试求算空气流过长管道时的压力降。又在相同的条件下令水流过上述管道,压力降应为若干?试对两种情况下的计算结果进行比较,并分析结果不同的原因,答气:不可压缩流体在水平圆管中作一维稳态轴向。
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测得水流过小孔的平均流速。与情内水而高度:的关系为,试求算放出水所需的时间设水的密度为又若槽中装满爆潮,其它条件不变放出煤油所需时间有何变化设煤油密度为?答:日日幽有一悦拌精,原盛有含量为质量分数,下同的水溶液。
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澍流瞬时流速可以用热线风速仪或激光测速仪测定,净化板而常规的速度测量仪表如毕托管只能测定时均流速。二湍流强度可以证明,湍流脉动速度的时均值为零,即。尽管如此,脉动速度的大小反陕了湍流的一些重要特性。
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首先介绍湍流的若干特点,端流与层流的差异以及端流的表征方法。然后探讨应用奈维斯托克斯方程求解斋流问题的途径,后介绍圆管内湍流的求解问题。应当指出,净化板由于湍流流动的复杂性,目前尚不能完全用理论的方法解决湍流问题。
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它对干流体流动以及传热传质过程的速率有着重要的影响。对于层流,其长度可采用下式估算式中,:为进口段长度,:为管道内径,空气净化设备为以管内平均流速和管内径表示的雷诺数。三边界层分离与形体曳力边界层的一个重要特点是,在某些情况下,会出现边界层与固体壁面相脱离的现象。
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在流边界层中,靠近壁面的一薄层流体,仍然维持层流流动,空气净化设备称为层流内层或层流底层。在层流内层外缘处,有一层流体既非层流也非完全湍流,称为缓冲层。而后流体经缓冲层过渡到完全微流,称为端流主体或湍流核心。
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在化工过程中,细粒子在流体中的重力沉降属典型的爬流。下面通过对不可压缩流体的运动方程作适当处理建立爬流时的运动方程。根据上述讨论可知,当:很低时,作为近似,可将运动方程中的各惯性力项略去。
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