炭素热工与窑炉 流体的主要性质 流体的主要性质.pptx

知识点：流体的主要性质 情境二：“三传”基本理论 任务一：动量传输 课程：炭素热工及窑炉 2.1 动量传输 本节重点： 掌握流体的特性、流体的压缩性及膨胀性、流体粘度的单位及物理意义，了解流体上的作用力、能量及动量的物理意义。 本节难点： 牛顿粘性定律的物理意义及应用 动量传输的基本规律在炭素制品生产中的应用 物质状态： 动量传输：研究流体在外界作用下运动规律。 思考：炭素材料生产中涉及流体运动的工艺有哪些？ 煤沥青的熔化、流动 成型工艺中的煤沥青 气、液、固三种。 流体 气、液 2.1.1流体的主要性质 流动性、压缩性和膨胀性、粘性、连续性 1.流动性 流体的流动性是区别于固体的，在任意小的切应力作用下会发生明显的变形的特性。 2压缩性和膨胀性 流体的压缩性是指流体的体积随所受的压力增加而减少，或随温度的升高而减小，相反过程则成为膨胀过程。 液体两个系数：压缩系数κ和膨胀系数α 表示温度不变时，单位压力变化所引起的液体体积相对变化量。 表示压力不变时，单位温度变化所引起的液体体积相对变化量。 通常，液体分子由于距离较近，压缩时，排斥力增大，较气体分子来说难以压缩。气体分子间距较大，吸引力较小，V 受T、P的影响较大。 3、粘性 概念：在作相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动，流体的这种性质叫做流体的粘性，由粘性产生的作用力叫做粘性力或内摩擦力。 （1）由于分子作不规则运动时，各流体层之间互有分子迁移掺混，快层分子进入慢层时给慢层以向前的碰撞，交换能量，使慢层加速，慢层分子迁移到快层时，给快层以向后碰撞，形成阻力而使快层减速。这就是分子不规则运动的动量交换形成的粘性阻力。 （2）当相邻流体层有相对运动时，快层分子的引力拖动慢层，而慢层分子的引力阻滞快层，这就是两层流体之间吸引力所形成的阻力。 挤压成型 挤压时糊料经嘴型口挤出时，粒子的长轴方向与运动方向一致，此时运动阻力最小。其次，糊料的流动近似液体，横截面上速度分布呈抛物线分布，挤压成形的层状分布如图所示。 挤压成形制品层状结构示意图 牛粘性定律 : 有一种流体，它介于面积相等的两块大的平板之间，这两块平板处处以一很小的距离分隔开，该系统原先处于静止状态。假设让上面一块平板以恒定速度u在x方向上运动。紧贴于运动平板下方的一薄层流体也以同一速度运动。当u不太大时，板间流体将保持成薄层流动。靠近运动平板的液体比远离平板的液体具有较大的速度，且离平板越远的薄层，速度越小，至固定平板处，速度降为零。速度变化是线性的。 单位面积上的粘性力（粘性切应力、内摩擦应力）为  式中 F—流体的粘性力，N； A—接触面积，m²； μ—流体粘性的比例系数，N·s/m²。   表示在y方向上有速度变化，流向为x方向。符号表示动量是从流体的高速流层传向低速流层。 流体在流动过程中流体层间所产生的剪应力与法向速度梯度成正比，与压力无关。 4.连续性 流体是在空间上和时间上连续分布的物质。 谢谢观赏