弟一草 流体与流体中的传递现象
第一章 流体与流体中的传递现象
施体(Fd与流体施动(F0W)的基本概念 在航空、航天、航海,石油、化工、能源、环境、材料、医 学和生命科学等领域,尤其是化工、石油、制药、生物、食 品、轻工、材料等许多生产领域以及环境保护和市政工程等, 涉及的对象多为流体。 特征 加工流体的 机器与设备 在流动之中对流体进 行化学或物理加工 过程装备 “流程工业
特征 流体 (Fluid) 与流体流动 (Flow) 的基本概念 在航空、航天、航海，石油、化工、能源、环境、材料、医 学和生命科学等领域，尤其是化工、石油、制药、生物、食 品、轻工、材料等许多生产领域以及环境保护和市政工程等， 涉及的对象多为流体。 “流程工业” 在流动之中对流体进 行化学或物理加工 加工流体的 机器与设备 过程装备
物质的三神形忘 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 分子的随机热运 给分子以动能 动和相互碰撞 使之趋于飞散 分子间相互作用 以势能的作用 力的约束 使之趋于团聚 两种力的竞争结果决定了物质的外在宏观性质。而这两种力 的大小与分子间距有很大关系
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 物质的三种形态 分子的随机热运 动和相互碰撞 给分子以动能 使之趋于飞散 分子间相互作用 力的约束 以势能的作用 使之趋于团聚 两种力的竞争结果决定了物质的外在宏观性质。而这两种力 的大小与分子间距有很大关系
分子间距 约为1×108cm(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 固体结合能,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。 液体:分子热运动动能与分子间相互作用势能的竞 争势均力敌。分子间距比固体稍大1/3左右。 不可压缩、易流动。 流体 体:分子间距约为33×10cm(为分子尺度的10 倍)。分子平均动能远远大于分子间相互 作用势能,分子近似作自由的无规则运动。 有易流动、可压缩的宏观性质。 超临界流体、等离子体
约为1×10-8 cm（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。 分子间距 液体：分子热运动动能与分子间相互作用势能的竞 争势均力敌。分子间距比固体稍大1/3左右。 不可压缩、易流动。 气体：分子间距约为3.3×10-7cm（为分子尺度的10 倍）。分子平均动能远远大于分子间相互 作用势能，分子近似作自由的无规则运动。 有易流动、可压缩的宏观性质。 超临界流体、等离子体 流体 固体
连辆介质傲定( Continuum hypotheses 流体是由离散的分子构成的,对其物理性质和运动参数的表 征是基于大量分子统计平均的宏观物理量 平均质量 △→△V△ AVG:流体质点或微团。尺度远小于液体所在空间的特征尺度 而又远大于分子平均自由程 连续介质假定:流体微团连续布满整个流体空间,从而流体 的物理性质和运动参数成为空间连续函数 注:该假定对绝大多数流体都适用。但是当流动体系的特征 尺度与分子平均自由程相当时,例如高真空稀薄气体的流 动,连续介质假定受到限制
连续介质假定(Continuum hypotheses) V m V V = → lim 0 V0：流体质点或微团。尺度远小于液体所在空间的特征尺度， 而又远大于分子平均自由程 连续介质假定：流体微团连续布满整个流体空间，从而流体 的物理性质和运动参数成为空间连续函数 流体是由离散的分子构成的，对其物理性质和运动参数的表 征是基于大量分子统计平均的宏观物理量 平均质量 注：该假定对绝大多数流体都适用。但是当流动体系的特征 尺度与分子平均自由程相当时，例如高真空稀薄气体的流 动，连续介质假定受到限制