動(dòng)量傳輸基本方程

2.動(dòng)量傳輸基本方程12.1流體運(yùn)動(dòng)的描述流體運(yùn)動(dòng)的全部范圍稱為流場，即無數(shù)個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)或微團(tuán)運(yùn)動(dòng)所構(gòu)成的空間。2.1.1研究流體運(yùn)動(dòng)的方法1.拉格朗日法——流體質(zhì)點(diǎn)2.歐拉法——空間點(diǎn)從分析空間某點(diǎn)上流體運(yùn)動(dòng)的物理量隨時(shí)間的變化，以及由一點(diǎn)到另一點(diǎn)時(shí)這些量的變化來研究整個(gè)流體的運(yùn)動(dòng)。既描寫場內(nèi)不同空間點(diǎn)的流動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間的變化。

以質(zhì)點(diǎn)為研究對象,研究整個(gè)流體的運(yùn)動(dòng)2歐拉法：速度場：（在直角坐標(biāo)系中）注意維數(shù)，穩(wěn)定和非穩(wěn)定流場。V=f（x，y，z，τ）Vx=f（x，y，z，τ）Vy=f（x，y，z，τ）Vz=f（x，y，z，τ）V=Vx2+Vy2+Vz2

壓力場P=f（x，y，z，τ）

密度場ρ=f（x，y，z，τ）32.1.2穩(wěn)定流動(dòng)與非穩(wěn)定流動(dòng)

據(jù)流場中各參數(shù)是否隨時(shí)間的變化，可將流場分為穩(wěn)定流場和不穩(wěn)定流場。依據(jù)?η/?τ是否為零來判斷：當(dāng)?η/?τ=0為穩(wěn)定流動(dòng)；否則為不穩(wěn)定流動(dòng)

η為所有流動(dòng)參數(shù)。

如：流速、壓力、密度穩(wěn)定流動(dòng)不穩(wěn)定流動(dòng)42.1.3跡線和流線跡線：某一流體質(zhì)點(diǎn)在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)所走過的軌跡特點(diǎn)：每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都有一個(gè)運(yùn)動(dòng)的軌跡即為跡線的微分方程。5同一瞬時(shí)流場中連續(xù)的不同位置質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)方向線abcdvavbvcvd流線：某一瞬間流場空間的一條曲線，在曲線上任一流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度方向與該點(diǎn)的切線方向重合。a：vab：vbc：vcd：vd6流線的性質(zhì)：通過流場內(nèi)的任何空間點(diǎn)，都有一條流線，在整個(gè)空間中就有一組曲線族，亦稱流線族流線是不能相交的，即某一瞬間通過任一空間上，只能有一條流線．（反證）在不穩(wěn)定流動(dòng)下，流線與跡線不重合v1v272.1.3流束和流管——為了表明流過的流體數(shù)量。通過微小流束的流體數(shù)量dQ=vdAm3/s通過流管的流量Q=∫AvdA工程中常用平均流速的概念

dA81.體積流量

單位時(shí)間內(nèi)通過流道橫截面的流體體積。

m3/s或m3/h2.質(zhì)量流量

單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體質(zhì)量。

kg/s或kg/h。

2.1.4流量和流速94.質(zhì)量流速（質(zhì)量通量）單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體質(zhì)量。3.流速

（平均流速）單位時(shí)間內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)方向上所流經(jīng)的距離。kg/（m2·s）m/s通量：單位時(shí)間通過單位截面積的物理量，（）/m2.s。102.2連續(xù)性方程對微元控制體,質(zhì)量守恒可描述為:

在單位時(shí)間內(nèi)：輸入控制體的質(zhì)量-輸出控制體的質(zhì)量=控制體內(nèi)質(zhì)量的蓄積

Xyzdxdydz011X方向凈輸入的質(zhì)量

Y方向凈輸入的質(zhì)量Z方向凈輸入的質(zhì)量12對于穩(wěn)定流動(dòng)有：或表示為：13質(zhì)量守恒定律1質(zhì)量守恒定律與連續(xù)性方程為什么引入連續(xù)性方程？連續(xù)介質(zhì)模型，所有流體都滿足質(zhì)量守恒定律僅由動(dòng)量守恒引出的運(yùn)動(dòng)方程不封閉14x方向，單位時(shí)間內(nèi)ABCD面流入的質(zhì)量流量質(zhì)量通量沿x方向的變化率EFGH面流出的質(zhì)量流量凈流入的質(zhì)量流量y方向，單位時(shí)間內(nèi)凈流入的質(zhì)量流量z方向，單位時(shí)間內(nèi)凈流入的質(zhì)量流量1質(zhì)量守恒定律與連續(xù)性方程15單位時(shí)間微元體的質(zhì)量增量連續(xù)性方程1質(zhì)量守恒定律與連續(xù)性方程16穩(wěn)態(tài)流動(dòng)不可壓縮流體1質(zhì)量守恒定律與連續(xù)性方程一維穩(wěn)定流動(dòng)散度描述了流場中流體單位體積的體膨脹速率17總體動(dòng)量平衡x方向單位體積的動(dòng)量單位時(shí)間流體沿x方向垂直通過單位面積的動(dòng)量單位時(shí)間流體所具有的沿x方向的動(dòng)量在y方向的動(dòng)量通量單位時(shí)間流體所具有的沿x方向的動(dòng)量在z方向的動(dòng)量通量對流動(dòng)量通量2動(dòng)量守恒定律與歐拉方程18x方向x方向的動(dòng)量沿x方向傳遞的動(dòng)量通量通過ABCD面流入動(dòng)量通量沿x方向的變化率通過EFGH面流出凈流出的動(dòng)量2動(dòng)量守恒定律與歐拉方程19x方向流體所具有的沿x方向的動(dòng)量在y方向的動(dòng)量通量通過ABFE面流入動(dòng)量通量沿y方向的變化率通過CDHG面流出凈流出的動(dòng)量2動(dòng)量守恒定律與歐拉方程20x方向流體所具有的沿x方向的動(dòng)量在z方向的動(dòng)量通量通過ADHE面流入動(dòng)量通量沿z方向的變化率通過BCGF面流出凈流出的動(dòng)量2動(dòng)量守恒定律與歐拉方程21x方向控制體內(nèi)單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化率力:面積力、體積力壓力沖量：體積力－－設(shè)單位質(zhì)量的體積力沿x方向的分量為X，則體積力的沖量：2動(dòng)量守恒定律與歐拉方程223.2動(dòng)量守恒定律與歐拉方程連續(xù)性方程23歐拉方程2動(dòng)量守恒定律與歐拉方程242.2.2一維總流的連續(xù)性方程一維流動(dòng)常數(shù)25例題：一化鐵爐的送風(fēng)系統(tǒng)如圖所示。將風(fēng)量qv=50m3/min的冷空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)送入冷風(fēng)管（0℃時(shí)空氣密度為1均=1.293kg/m3），再經(jīng)密筋爐膽換熱器