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文档介绍：C3 不可压缩粘性流体内流
研究方法
数值法
实验
入口段与充分发展段
解析法
层流
C3 不可压缩粘性流体内流
引言
管道流
渠道流
流动特点
分类
湍流
速度分布
流动阻力
沿程损失
局部损失
不可压缩流
可压缩流C5
流体机械D2
内流
湍流模型
混合长理论
N-S方程精确解
管道阻力
泊肃叶定律
抛物线与对数分布
穆迪图
管路系统D1
谢齐公式
管道入口段流动
入口段流动
C3 不可压缩粘性流体内流
入口段压强损失
均流加速
壁面切应力增大
充分发展段压强损失
附加压强损失
壁面滞止
x=0
0<x<L
边界层增长
x=L
边界层充满管腔
x>L
充分发展段
管道入口段流动
入口段长度
层流入口段
L=(60 ~ 138)d (Re=1000~2300)
湍流入口段
L=(20 ~ 40)d (Re=104~106)
平行平板间层流流动
工程背景:滑动轴承润滑油流动;滑块与导轨间隙流动:活塞与缸壁间隙流动等。
平板泊肃叶流动
(1) =常数; =常数
(2)定常流动:
(3)充分发展流动:
(4)体积力为重力:
已知条件:
平行平板间层流流动
基本方程:连续性方程与N-S方程
简化得:
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
由第二式
第一式左边与y无关,右边与x无关,只能均为常数。
平行平板间层流流动

y = 0,u = 0,C2= 0
y = b,u = 0,
最大速度
积分得
边界条件:
常数
取p为截面平均压强
平行平板间层流流动
流量
平均速度
壁面切应力
切应力分布
一般库埃特流
平行平板间层流流动
速度分布
已知条件:下板固定,上板以匀速U沿x方向运动,结合边界条件,求解N-S方程可得
无量纲形式
切应力分布
3. 流动类型比较
[] 圆柱环形缝隙中的流动:库埃特流
已知: 中轴的直径为d = 80 mm,b = mm,l = 30 mm,n = 3600转/分 润滑油的粘度系数为μ= Pa·s
求: 空载运转时作用在轴上的(1) 轴矩Ts ;
解: (1)由于b << d 可将轴承间隙内的周向流动简化为无限大平行平板间的流动。
(2) 轴功率。
轴承固定, 而轴以线速度U=ωd /2运动, 带动润滑油作纯剪切流动, 即简单库埃特流动。间隙内速度分布为
[] 圆柱环形缝隙中的流动:库埃特流
作用在轴上的转矩为力Fx
(1) 作用在轴表面的粘性切应力为 Fh
(2) 转动轴所化的功率为
圆管层流流动
切应力分布
由定常流动,控制体外力平衡
称为斯托克斯公式。式中比压降
C3 不可压缩粘性流体内流
用动量方程求解
取图示同轴圆柱形控制体,侧面切应力为τ,端面上取平均压强p
可得切应力分布