流体力学第五章总结课件

工程流体力学

第五章

不可压缩粘性流体

的一元流动华侨大学机电学院工程流体力学

第五章

不可压缩粘性流体

的一元流动华侨1第五章不可压缩粘性

流体的一元流动§5-1粘性流动的伯努利方程§5-2流体运动的两种流态§5-3粘性流体的层流§5-4粘性流体的紊流§5-5粘性流体在孔口和缝隙的流动§5-6流体润滑理论基础——液体动压滑动轴承第五章不可压缩粘性

流体的一元流动§5-1粘性流动的伯努2§5-1粘性流动的伯努利方程§5-1粘性流动的伯努利方程3由于粘性力的作用,下游的总水头H2较上游的总水头H1损失了hw.由于粘性力的作用,下游的总水头H2较上游的总水头H1损失了h4或工程实践中,常认为:时,流态就属于紊流;时,流态就属于层流.§5-2流体运动的两种流态或工程实践中,常认为:§5-2流体运动的两种流态5§5－3

粘性流体在圆管中的层流§5－3粘性流体在圆管中的层流6粘性流体在圆管内层流的沿程能量损失：粘性流体在圆管内层流的沿程能量损失：7§5－4

粘性流体在圆管中的紊流贴近壁面，厚度很小，流态为层流，速度梯度较大。速度分布较均匀，速度变化平缓常划入紊流核心区雷诺数越大,核心区流速分布越平均,动能修正系数越接近1§5－4粘性流体在圆管中的紊流贴近壁面，厚度很小，流态为层8水力光滑与水力粗糙管道内壁实际上是凹凸不平的,其粗糙物凸出的平均高度为Δ,称为绝对粗糙度,Δ/d称为相对粗糙度.δ

>Δ时,粘性底层掩盖管壁粗糙物,称为水力“光滑管”和“水力光滑流动”,δ<Δ时,称为“水力粗糙管”和“水力粗糙流动”.ΔΔ水力光滑与水力粗糙管道内壁实际上是凹凸不平的,其粗糙物凸出的9§5－5

粘性流体在孔口和缝隙的流动孔口流动薄壁小孔厚壁孔短孔细长孔缝隙流动平板缝隙环形缝隙圆环平面缝隙§5－5粘性流体在孔口和缝隙的流动孔口流动缝隙流动10孔口流动孔口出流的分类和基本特征孔口边缘尖锐,液流经孔口时收缩,经孔口后继续收缩,在C-C处射流截面积最小,流线近似平行,为缓变流,然后射流再扩散,无沿程损失,仅有局部损失.孔口锐利,射流收缩后形成收缩断面,但由于壁厚大,收缩后又扩散并附壁,既有局部损失,又有沿程损失.孔口有一定圆角,射流不能收缩成断面,出流后主要产生沿程损失,尽管壁厚较小,也视为厚壁孔.孔口流动孔口出流的分类和基本特征孔口边缘尖锐,液流经孔口时收11缝隙流动流体微元受力平衡方程带入边界条件:平行平板间缝隙流动缝隙流动流体微元受力平衡方程带入边界条件:平行平板间缝隙流动12流体力学第五章总结课件13平板静止,流动仅由压差引起.(Poiseuille流动)无压差,流动仅由平板相对运动引起.(Couette流动)平板静止,流动仅由压差引起.无压差,流动仅由平板相对运动引起14同心圆环间缝隙流动圆环间缝隙很小时,可近似看作展开为平行平板间的流动同心圆环间缝隙流动圆环间缝隙很小时,可近似看作展开为平行平板15§5-6流体润滑理论基础——液体动压滑动轴承摩擦状态分类滑动轴承概述液体动压滑动轴承原理液体动压滑动轴承基本方程液体动压滑动轴承承载能力计算§5-6流体润滑理论基础摩擦状态分类16相对运动的表面会有磨损,为了改善磨损需要用润滑油对运动表面进行润滑.按表面的润滑情况将摩擦分为:润滑表面摩擦状态分类干摩擦:摩擦面间不加润滑剂,一般金属f0.15.轴承中不允许存在这种状态.边界摩擦:摩擦表面间有一层油膜,f=0.05～0.3.是轴承的最低要求.相对运动的表面会有磨损,为了改善磨损需要用润滑油对运动表面进17液体摩擦:摩擦面被油层隔开.运动仅需克服流体粘性力.静压f=0.005～0.001动压f=0.001～0.01

混合摩擦液体摩擦:摩擦面被油层隔开.运动仅需克服流体粘性力.混合摩擦18形成液体润滑的必要条件:两工作表面必须形成收敛的楔形间隙两工作表面必须有一定的相对运动，且v方向是从大口到小口间隙中必须连续充满具有一定粘度的润滑油液体动压滑动轴承油膜产生原理形成液体润滑的必要条件:液体动压滑动轴承油膜产生原理19工程流体力学

第五章

不可压缩粘性流体

的一元流动华侨大学机电学院工程流体力学

第五章

不可压缩粘性流体

的一元流动华侨20第五章不可压缩粘性

流体的一元流动§5-1粘性流动的伯努利方程§5-2流体运动的两种流态§5-3粘性流体的层流§5-4粘性流体的紊流§5-5粘性流体在孔口和缝隙的流动§5-6流体润滑理论基础——液体动压滑动轴承第五章不可压缩粘性

流体的一元流动§5-1粘性流动的伯努21§5-1粘性流动的伯努利方程§5-1粘性流动的伯努利方程22由于粘性力的作用,下游的总水头H2较上游的总水头H1损失了hw.由于粘性力的作用,下游的总水头H2较上游的总水头H1损失了h23或工程实践中,常认为:时,流态就属于紊流;时,流态就属于层流.§5-2流体运动的两种流态或工程实践中,常认为:§5-2流体运动的两种流态24§5－3

粘性流体在圆管中的层流§5－3粘性流体在圆管中的层流25粘性流体在圆管内层流的沿程能量损失：粘性流体在圆管内层流的沿程能量损失：26§5－4

粘性流体在圆管中的紊流贴近壁面，厚度很小，流态为层流，速度梯度较大。速度分布较均匀，速度变化平缓常划入紊流核心区雷诺数越大,核心区流速分布越平均,动能修正系数越接近1§5－4粘性流体在圆管中的紊流贴近壁面，厚度很小，流态为层27水力光滑与水力粗糙管道内壁实际上是凹凸不平的,其粗糙物凸出的平均高度为Δ,称为绝对粗糙度,Δ/d称为相对粗糙度.δ

>Δ时,粘性底层掩盖管壁粗糙物,称为水力“光滑管”和“水力光滑流动”,δ<Δ时,称为“水力粗糙管”和“水力粗糙流动”.ΔΔ水力光滑与水力粗糙管道内壁实际上是凹凸不平的,其粗糙物凸出的28§5－5

粘性流体在孔口和缝隙的流动孔口流动薄壁小孔厚壁孔短孔细长孔缝隙流动平板缝隙环形缝隙圆环平面缝隙§5－5粘性流体在孔口和缝隙的流动孔口流动缝隙流动29孔口流动孔口出流的分类和基本特征孔口边缘尖锐,液流经孔口时收缩,经孔口后继续收缩,在C-C处射流截面积最小,流线近似平行,为缓变流,然后射流再扩散,无沿程损失,仅有局部损失.孔口锐利,射流收缩后形成收缩断面,但由于壁厚大,收缩后又扩散并附壁,既有局部损失,又有沿程损失.孔口有一定圆角,射流不能收缩成断面,出流后主要产生沿程损失,尽管壁厚较小,也视为厚壁孔.孔口流动孔口出流的分类和基本特征孔口边缘尖锐,液流经孔口时收30缝隙流动流体微元受力平衡方程带入边界条件:平行平板间缝隙流动缝隙流动流体微元受力平衡方程带入边界条件:平行平板间缝隙流动31流体力学第五章总结课件32平板静止,流动仅由压差引起.(Poiseuille流动)无压差,流动仅由平板相对运动引起.(Couette流动)平板静止,流动仅由压差引起.无压差,流动仅由平板相对运动引起33同心圆环间缝隙流动圆环间缝隙很小时,可近似看作展开为平行平板间的流动同心圆环间缝隙流动圆环间缝隙很小时,可近似看作展开为平行平板34§5-6流体润滑理论基础——液体动压滑动轴承摩擦状态分类滑动轴承概述液体动压滑动轴承原理液体动压滑动轴承基本方程液体动压滑动轴承承载能力计算§5-6流体润滑理论基础摩擦状态分类35相对运动的表面会有磨损,为了改善磨损需要用润滑油对运动表面进行润滑.按表面的润滑情况将摩擦分为:润滑表面摩擦状态分类干摩擦:摩擦面间不加润滑剂,一般金属f0.15.轴承中不允许存在这种状态.边界摩擦:摩擦表面间有一层油膜,f=0.05～0.3.是轴承的最低要求.相对运动的表面会有磨损,为了改善磨损需要用润滑油对运动表面进36液体摩擦:摩擦面被油层隔开.运动仅需克服流体粘性力.静压f=0.005～0