四川大学化工原理课件上册1.ppt
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第一章特征物质的三种常规聚集状态:固体、液体和气体物质外在宏观性质由物质内部微观结构和分子间力所决定约为1×10-8cm(分子尺度的量级),分子间相互作用势能出现一个极值称为“势阱”,即分子的结合能,其值远远大于分子平均动能。分子力占主导地位,分子呈固定排列分子热运动仅呈现为平衡位置附近的振荡。有一定形状且不易变形。连续介质假定(Continuumhypotheses)流体的受力流体的受力流动体系与流型(Flowsystemandflowtype)流动体系与流型(Flowsystemandflowtype)层流与湍流(LaminarandTurbulentFlow)层流:流体质点很有秩序地分层顺着轴线平行流动,不产生流体质点的宏观混合。湍流:流体质点沿管轴线方向流动的同时还有任意方向上的湍动,因此空间任意点上的速度都是不稳定的,大小和方向不断改变。对直管内的流动而言:流体流动受固体壁面影响(能感受到固体壁面存在)的区域平板上的流动边界层发展边界层分离现象(Boundarylayerseparation)边界层分离现象(Boundarylayerseparation)流体流过管束流体流过管束热力学第二定律指出,所有系统由非平衡态向平衡态转化是熵增大的自发过程,例如:热流从高温处流向低温处水流从高位处流向低位处电流由高电位流向低电位动量扩散与牛顿粘性定律MomentumdiffusionandNewtonianviscouslaw动量扩散与牛顿粘性定律厚度均不超过分子平均自由程(即保证y方向上气体分子的每一次迁移运动都会在两层流体之间产生动量交换)分子数通量根据牛顿第二定律,运动体系的动量变化率等于作用在该体系上的力,动量变化率的方向与力的方向相同——牛顿粘性定律高分子熔体和溶液、表面活性剂溶液、石油、食品以及含微细颗粒较多的悬浮体、分散体、乳浊液等流体在层流时并不服从牛顿粘性定律,统称为非牛顿流体非牛顿流体(Non-Newtonianfluid)非牛顿流体(Non-Newtonianfluid)非牛顿流体(Non-Newtonianfluid)非牛顿流体(Non-Newtonianfluid)非牛顿流体(Non-Newtonianfluid)非牛顿流体(Non-Newtonianfluid)宾汉塑性流体(Binghamplastics)——傅立叶热传导定律——费克第一扩散定律流体运动的描述方法欧拉(Euler,L.1707-1783)法:直角坐标和单位矢量矢量场:既有大小,也有方向流线:某时刻整个流动空间中的一条想象的矢量线,该线上任意点的切线方向代表了此时刻该点的流速方向。由于同一时刻同一点处的流体质点只能有一个速度,因此流线不会相交。迹线和流线(TrajectoryandStreamlines)观测点的速度分量ux=dx/dt,uy=dy/dt,uz=dz/dt局部导数:在空间某位置处物理量N随时间的偏导数。稳定流场该项为零随体加速度(Substantialacceleration)表示流场非均匀空间特征的数学量叫梯度。梯度是矢量