天大化工原理-英文版课件-Chapter 3-22流变学简介
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天津大学版 化工原理 第一章1流体静力学
当管水平放置时：
pA pB (0 )Rg 1
•B
h2
R 2
(b) 倒置 U 型管压差计（Up-side down manometer）
a—b为等压面,则Pa=Pb
0
•P1=Pa+ρg ( h+R) •P2=Pb+ρ0gR+ρgh
a
b
R
得 p1 p2 R 0 g
若 >>0 p1 p2 Rg
m （1-1)
V
当ΔV→0时，Δm/ΔV 的极限值称为流体
内部的某点密度。
1. 液体的密度
(1)纯液体的密度:可由实验测定或用手册查找。
(2)混合液体的密度:以1kg混合液为基准，即
1
m
a1
1
a2
2
an
n
（1-2）
2. 气体的密度
(1)纯气体的密度:当压强不太高、温度不 太低时，可按理想气体来换算：
p1
p2
B
C R
A
例题
• 例1-4 用U形压差计测量某气体流经水平管道两截面 的压力差，指示液为水，密度为1000kg/m3，读数R 为12mm。为了提高测量精度，改为双液体U管压差 计，指示液A为含40％乙醇的水溶液，密度为920 kg/m3，指示液C为煤油，密度为850 kg/m3。问读数 可以放大多少倍？此时读数为多少？
（3）向下作用的重力， gAdz
由于流体处于静止，其
垂直方向所受到的各力代数
和应等于零，简化可得：
dp
gdz
在图中的两个垂直位置2 和
1 之间对上式作定积分
p p g(z z )
p1 p2
dp
z1- gdz
化工原理完整教材精品PPT课件
图1-1 煤气洗涤装置
1.1 概述
确定流体输送管路的直径， 计算流动过程产生的阻力和 输送流体所需的动力。
根据阻力与流量等参数 选择输送设备的类型和型号， 以及测定流体的流量和压强 等。
流体流动将影响过程系 统中的传热、传质过程等， 是其他单元操作的主要基础。
图1-1 煤气洗涤装置
1.1.1 流体的分类和特性
变，可视为不可压缩流体。 纯液体的密度可由实验测定或用查找手册计算的方
法获取。 混合液体的密度，在忽略混合体积变化条件下，
可用下式估算（以1kg混合液为基准），即
（1-2）
式中ρi ---液体混合物中各纯组分的密度，kg/m3； αi ---液体混合物中各纯组分的质量分率。
1.2.1 流体的密度
1.2.1.2 气体的密度 气体是可压缩的流体，其密度随压强和温度而变化。
2 本章应掌握的内容 （1） 流体静力学基本方程式的应用； （2） 连续性方程、柏努利方程的物理意义、适用 条件、解题要点；
（3） 两种流型的比较和工程处理方法； （4） 流动阻力的计算； （5） 管路计算。 3. 本章学时安排
授课14学时，习题课4学时。
1.1 概述
流体流动规律是本门课程的重要基础，主要原因有 以下三个方面：
气体的密度必须标明其状态。 纯气体的密度一般可从手册中查取或计算得到。当压
强不太高、温度不太低时，可按理想气体来换算：
（1-3）
式中
p ── 气体的绝对压强, Pa(或采用其它单位)； M ── 气体的摩尔质量, kg/kmol；
R ──气体常数,其值为8.315；
1.2.1 流体的密度
单位体积流体所具有的质量称为流体的密度。以ρ表
示，单位为kg/m3。
化工原理课件(天大版)
利用液体混合物中各组分挥发性的差异，通 过加热使部分组分汽化，再经过冷凝使汽化 物重新液化，从而实现混合物分离的过程。
蒸馏分类
根据操作方式的不同，蒸馏可分为简单蒸馏 、平衡蒸馏和精馏三种类型。
二元系气液平衡关系及相图表示方法
二元系气液平衡关系
在一定温度和压力下，二元混合物中某一组分在气相 中的分压与该组分在液相中的浓度之间的关系。这种 关系可以用相平衡常数或活度系数来表示。
流动阻力与能量损失
讲解流体在管道中流动时的阻力来源和能量损失情况，以及如何降 低流动阻力和减少能量损失。
管路内流体流动阻力
沿程阻力
介绍沿程阻力的概念、计 算方法和影响因素，以及 如何利用沿程阻力系数计 算沿程阻力。
局部阻力
阐述局部阻力的概念、计 算方法和影响因素，以及 如何利用局部阻力系数计 算局部阻力。
压力
降低压力可以降低溶液的沸点，从而减少加热蒸 汽的消耗量。但是过低的压力可能导致设备泄漏 和安全问题。
设备结构
设备的结构形式、加热方式、搅拌方式等都会对 蒸发操作产生影响。合理的设备结构可以提高传 热效率和汽液分离效果，降低能耗和减少设备结 垢的风险。
基本原理
离心泵性能参数与特性曲线
性能参数
离心泵的主要性能参数包括流量、扬程、转速、功率、效率等。这些参数反映了 泵的工作能力和经济性。
特性曲线
离心泵的特性曲线是表示泵的性能参数之间关系的曲线，如Q-H曲线、Q-η曲线 等。通过分析特性曲线，可以了解泵的工作范围、最佳工况点以及不同工况下的 性能表现。
离心泵选择与操作
有流量大、压力适中的特点。
螺杆式压缩机
通过一对相互啮合的螺杆进行气 体的压缩，具有结构简单、运转
平稳、噪音低等优点。
蒸馏分类
根据操作方式的不同，蒸馏可分为简单蒸馏 、平衡蒸馏和精馏三种类型。
二元系气液平衡关系及相图表示方法
二元系气液平衡关系
在一定温度和压力下，二元混合物中某一组分在气相 中的分压与该组分在液相中的浓度之间的关系。这种 关系可以用相平衡常数或活度系数来表示。
流动阻力与能量损失
讲解流体在管道中流动时的阻力来源和能量损失情况，以及如何降 低流动阻力和减少能量损失。
管路内流体流动阻力
沿程阻力
介绍沿程阻力的概念、计 算方法和影响因素，以及 如何利用沿程阻力系数计 算沿程阻力。
局部阻力
阐述局部阻力的概念、计 算方法和影响因素，以及 如何利用局部阻力系数计 算局部阻力。
压力
降低压力可以降低溶液的沸点，从而减少加热蒸 汽的消耗量。但是过低的压力可能导致设备泄漏 和安全问题。
设备结构
设备的结构形式、加热方式、搅拌方式等都会对 蒸发操作产生影响。合理的设备结构可以提高传 热效率和汽液分离效果，降低能耗和减少设备结 垢的风险。
基本原理
离心泵性能参数与特性曲线
性能参数
离心泵的主要性能参数包括流量、扬程、转速、功率、效率等。这些参数反映了 泵的工作能力和经济性。
特性曲线
离心泵的特性曲线是表示泵的性能参数之间关系的曲线，如Q-H曲线、Q-η曲线 等。通过分析特性曲线，可以了解泵的工作范围、最佳工况点以及不同工况下的 性能表现。
离心泵选择与操作
有流量大、压力适中的特点。
螺杆式压缩机
通过一对相互啮合的螺杆进行气 体的压缩，具有结构简单、运转
平稳、噪音低等优点。
化工原理英文教材流体输送与计量泵设备Transportation and metering of fluids
If the suction pressure is actually less than the vapor pressure, cavitation will occur in the suction line, and no liquid can be drawn into the pump.
化工原理 Principles of Chemical Industry
Transportation and metering of fluids
The engineer is concerned with practical problems in transporting fluids from one place to another and in measuring their rates of flow.
Such devices increase the mechanical energy of the fluid.
The energy may be used to increase the velocity, the pressure, or the elevation of the fluid.
W
pb
gZb
ub2 2
pa
gZa
ua2 2
(8-1)
The equation(8-1) can be divided by g, gives
H
pb
g
Zb
ub2 2g
pa
g
Za
ua2 2g
(8-1a)
The quantity H is called developed (total) head, in which each term has the dimension of length.
天津大学化工原理课件第三章 非均相混合物分离及固体流态化
53
三、流体通过固体颗粒床层 （固定床）的压降
康采尼（Kozeny）方程
Reb 2
Pf L
5
(1 )2 a 2u
3
2 2
（3-55）
0.17 Reb 330
欧根（Ergun）方程
Pf
(1 ) u (1 ) u 150 3 1.75 3 2 L (s de ) (s de )
u
u ut u ut
阻力
加速度=0 加速度=0
加速度
匀速段
11
二、 球形颗粒的自由沉降
沉降速度
ut
匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为 沉降速度，由于该速度是加速段终了时颗粒相对 于流体的运动速度，故又称为“终端速度”，也 可称为自由沉降速度。
4 gd ( s ) ut 3
de Sp s 6 a s d e
2
8
二、 球形颗粒的自由沉降
图3-1 沉降颗粒的受力情况
9
二、 球形颗粒的自由沉降
颗粒受到三个力 重力 浮力 阻力
Fg
Fb
6
6
d 3 S g
d g
3
Fd A
u
2
2
阻力系数或 曳力系数
10
二、 球形颗粒的自由沉降
根据牛顿第二运动定律 3 2 u 2 3 du d ( S ) g d ( ) d S 6 4 2 6 d 分析颗粒运动情况： u0 加速度最大 加速段
床层的比表面积也可用颗粒的堆积密度估算，即
6b 6 1 ab s d d
颗粒的 真实密 度 颗粒的堆 积密度
49
教学课件PPT流变学基础
26
27
二、旋转粘度计
种类：双重圆筒型(低粘度液体)、圆锥圆板 型、平行圆板型(高粘度液体)
原理：筒内装入试验液，然后用特制的旋转 子进行旋转，考察产生的弯曲现象，利用作 用力求得产生的应力。
28
29
三、圆锥平板粘度计
测定方法：将试验液放在平板的中央，然后把平板 推至上面的圆锥下部后对圆锥进行旋转，使试验液 在静止的平板和旋转的圆锥之间产生剪切。剪切速 度用每分钟圆锥旋转的转速来表示，通过读取产生 于圆锥的粘性引力，即剪切应力的刻度可以得到剪 切应力，通过对剪切应力与剪切速度作图，用下式 即可计算得到试验液的粘度。
➢ 测定高分子液体的粘弹性或流变学性质，或 线性粘弹性函数的途径：
①测定使待测样品产生微小应变r(t)时所需的 应力S(t)；
②测定对待测样品施加应力S(t)时所产生的应 变程度r(t)；
③施加一定剪切速度时，测定其应力S(t)。
24
➢ 具体测定方法： (1) 不随时间变化的静止测定法，即r0一定时，施
D
S
S0
(b)塑性流动
η——塑性粘度（plastic viscosity）；S0——屈伏值、致流值或降伏
值，单位为dyne·㎝-2。
11
塑性流动的特点：不过原点；有屈伏值S0； 当切应力S< S0时，形成向上弯曲的曲线； 当切应力S> S0时，切变速度D和切应力呈 直线关系。
在制剂中表现为塑性流动的剂型有浓度较 高的乳剂、混悬剂、单糖浆、涂剂等。
35
36
37
流变学在药剂学中的应用
➢ 流变学在药学研究中的重要意义在于可以应用流变学理 论对乳剂、混悬剂、半固体制剂等的剂型设计、处方组成 以及制备、质量控制等进行评价。 ➢ 如制备医疗和化妆品用的雪花膏、糊剂、洗涤剂时必须 调整适当的稠度和润滑性，才能使其制剂达到良好的重现 性。制备制剂时选择的装置不同，流变学的性质也不一样 。而且，如果在制备过程中制备装置选择不当，制剂的流 变学性能得不到满意的效果。 ➢ 一种物质的流变性和变形按其类别可以分两类：一种为 牛顿流变学，另一种为非牛顿流变学。
27
二、旋转粘度计
种类：双重圆筒型(低粘度液体)、圆锥圆板 型、平行圆板型(高粘度液体)
原理：筒内装入试验液，然后用特制的旋转 子进行旋转，考察产生的弯曲现象，利用作 用力求得产生的应力。
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29
三、圆锥平板粘度计
测定方法：将试验液放在平板的中央，然后把平板 推至上面的圆锥下部后对圆锥进行旋转，使试验液 在静止的平板和旋转的圆锥之间产生剪切。剪切速 度用每分钟圆锥旋转的转速来表示，通过读取产生 于圆锥的粘性引力，即剪切应力的刻度可以得到剪 切应力，通过对剪切应力与剪切速度作图，用下式 即可计算得到试验液的粘度。
➢ 测定高分子液体的粘弹性或流变学性质，或 线性粘弹性函数的途径：
①测定使待测样品产生微小应变r(t)时所需的 应力S(t)；
②测定对待测样品施加应力S(t)时所产生的应 变程度r(t)；
③施加一定剪切速度时，测定其应力S(t)。
24
➢ 具体测定方法： (1) 不随时间变化的静止测定法，即r0一定时，施
D
S
S0
(b)塑性流动
η——塑性粘度（plastic viscosity）；S0——屈伏值、致流值或降伏
值，单位为dyne·㎝-2。
11
塑性流动的特点：不过原点；有屈伏值S0； 当切应力S< S0时，形成向上弯曲的曲线； 当切应力S> S0时，切变速度D和切应力呈 直线关系。
在制剂中表现为塑性流动的剂型有浓度较 高的乳剂、混悬剂、单糖浆、涂剂等。
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37
流变学在药剂学中的应用
➢ 流变学在药学研究中的重要意义在于可以应用流变学理 论对乳剂、混悬剂、半固体制剂等的剂型设计、处方组成 以及制备、质量控制等进行评价。 ➢ 如制备医疗和化妆品用的雪花膏、糊剂、洗涤剂时必须 调整适当的稠度和润滑性，才能使其制剂达到良好的重现 性。制备制剂时选择的装置不同，流变学的性质也不一样 。而且，如果在制备过程中制备装置选择不当，制剂的流 变学性能得不到满意的效果。 ➢ 一种物质的流变性和变形按其类别可以分两类：一种为 牛顿流变学，另一种为非牛顿流变学。
化工原理液体流动ppt课件
pp21
dp
-z1 gdz
z2
由于 和 g 是常数，故
J/k g
P
静止液体内压力的分布
a
若将图中的点1移至液面上（压强为p0 ），则上式变为:
上三式统称为流体静力学基本方程式。
精选PPT课件
21
二、流体静力学基本方程式讨论
(1) 适用条件 重力场中静止的，连续的同一种不可压缩流体(或压力
变化不大的可压缩流体,密度可近似地取其平均值 ）。 （2）衡算基准 衡算基准不同，方程形式不同：
一、方程式推导
图1-3所示的容器中盛有密度为
ρ的均质、连续不可压缩静止液体。
如流体所受的体积力仅为重力，并取
z 轴方向与重力方向相反。若以容器
底为基准水平面，则液柱的上、下底 z
面与基准水平面的垂直距离分别为Z1、
Z2 。现于液体内部任意划出一底面积 o
为A的垂直液柱。
精选PPT课件 图1-3流体静力学基本方程推19 导
p1p2Rg
精选PPT课件
0
a
b
R
p1 p2
29
(c)微差压差计
p1 p2
在U形微差压计两侧臂的上端装有扩张室，其
直径与U形管直径之比大于10。当测压管中两指示
剂分配位置改变时，扩展容器内指示剂的可认为维
持在同水平面，压差计内装有密度分别为 01 和 0 2
02 的两种指示剂，当 有微压差p 存在时，尽管两
绝对压强 以绝对零压作起点计算的压强,是流体的真实压
强。
表压强 压强表上的读数，表示被测流体的绝对压强比大
气压强高出的数值，即: 表压强＝绝对压强－大气压强
真空度 真空表上的读数，表示被测流体的绝对压强低于
天大化工原理-英文版课件-Chapter 3-11流体流动现象
Quicksand 流 沙 and some sand-filled emulsions乳状液
32
3. Time-dependent flow
• Thixotropic（触变性） liquids break down under continued shear and on mixing give lower shear stress for a given shear rate; that is, their apparent viscosity decreases with time.
18
2. Laminar flow层流
• At low velocities fluids tend to flow without lateral mixing, and adjacent layers slide past one another as playing cards do. There are neither cross-currents nor eddies. This regime is called laminar flow. (p45)
2
3.1 INTRODUCTION
• • • • 1. Ideal fluid and actual fluid(viscous fluid ) 2. Potential flow 势流 3. Viscous flow 粘性流 4. Velocity field 速度场
3
1. Ideal fluid and actual fluid(viscous fluid )
6
2. Potential flow(or irrotational flow) 势流(或无漩流)
• (1) Neither circulations nor eddies can form within the stream, so that potential flow is also called irrotational flow; • (2) friction cannot develop, so that there is no dissipation of mechanical energy into heat. •理想流体的无漩流动
大学化学《化工原理-流体流动》课件
3. 电解食盐水制烧碱
水
大块食盐
碾磨
加热、搅拌、溶解
Cl2
电解反应
澄清、过滤
浑盐水
H2
烧碱液
蒸发浓缩结晶
烧碱
•12
0.1 化工过程与单元操作
物理操作在生产过程中占极重要地位。 化工生产中普遍采用、遵循共同操作原理，设 备相近，具有相同作用的一些基本的物理性操作， 称为“化工单元操作”。
•13
0.1 化工过程与单元操作
——各组分的体积分率。
•42
1.1 流体静力学基本方程式
已知各组分质量分率
1 xw1 xw2 xwn
m 1 2
n
(4)
xw1, xw2 xwn
——液体混合物中各组分的质量分率。
•43
1.1 流体静力学基本方程式
已知各组分摩尔分率
M i xi M1x1 M 2 x2 M n xn
(5)
化工原理
考核方式
• 提倡并鼓励同学之间讨论作业，但最终应独立完 成作业，作业1/3以上未交的不能参加考试。
• 缺勤3次以上的不能参加考试。 • 考核方式：期末（70%）+平时成绩（30%）（作
业+笔记+考勤+期中+实验）。
•2
参考书
• 化工原理(第三版) ， 陈敏恒。化学工业 出版社。
• 化工原理（新版），姚玉英主编。天津 大学出版社。
三、单位换算 1．定义：同一物理量若用不同单位度量时，其数值
需相应地改变，这种换算称为单位换算。 2．单位换算的基本方法 例：一标准大气压的压力等于1.033kgf/cm2，将其换
算成SI单位。
•25
0.4 单元操作中常用的基本概念
水
大块食盐
碾磨
加热、搅拌、溶解
Cl2
电解反应
澄清、过滤
浑盐水
H2
烧碱液
蒸发浓缩结晶
烧碱
•12
0.1 化工过程与单元操作
物理操作在生产过程中占极重要地位。 化工生产中普遍采用、遵循共同操作原理，设 备相近，具有相同作用的一些基本的物理性操作， 称为“化工单元操作”。
•13
0.1 化工过程与单元操作
——各组分的体积分率。
•42
1.1 流体静力学基本方程式
已知各组分质量分率
1 xw1 xw2 xwn
m 1 2
n
(4)
xw1, xw2 xwn
——液体混合物中各组分的质量分率。
•43
1.1 流体静力学基本方程式
已知各组分摩尔分率
M i xi M1x1 M 2 x2 M n xn
(5)
化工原理
考核方式
• 提倡并鼓励同学之间讨论作业，但最终应独立完 成作业，作业1/3以上未交的不能参加考试。
• 缺勤3次以上的不能参加考试。 • 考核方式：期末（70%）+平时成绩（30%）（作
业+笔记+考勤+期中+实验）。
•2
参考书
• 化工原理(第三版) ， 陈敏恒。化学工业 出版社。
• 化工原理（新版），姚玉英主编。天津 大学出版社。
三、单位换算 1．定义：同一物理量若用不同单位度量时，其数值
需相应地改变，这种换算称为单位换算。 2．单位换算的基本方法 例：一标准大气压的压力等于1.033kgf/cm2，将其换
算成SI单位。
•25
0.4 单元操作中常用的基本概念
化工原理课件天大版
4) 混合物的粘度 对常压气体混合物：
1
m
yiui M i 2
1
yi M i 2
对于分子不缔合的液体混合物 ：
lg m xi lg ui
5）运动粘度 v
单位： SI制：m2/s；
物理单位制：cm2/s，用St表示。
1St 100cSt 104 m2 / s
三、理想流体与黏性流体
• 黏性流体（实际流体）：具有粘性的流体； • 理想流体：完全没有黏性（μ=0）的流体。
•
15、一年之计，莫如树谷；十年之计 ，莫如 树木； 终身之 计，莫 如树人 。2021 年6月上 午10时 55分21 .6.2310 :55Jun e 23, 2021
•
16、提出一个问题往往比解决一个更 重要。 因为解 决问题 也许仅 是一个 数学上 或实验 上的技 能而已 ，而提 出新的 问题， 却需要 有创造 性的想 像力， 而且标 志着科 学的真 正进步 。2021 年6月23 日星期 三10时 55分36 秒10:5 5:3623 June 2021
1.1.3流体的可压缩性与不可压缩流体
• 一、液体的可压缩性 ——在一定温度下，外力每增加一个单位时，
流体体积的相对缩小量。
二、不可压缩流体 密度为常数的流体。
三、流体的流动性——流体不能承受拉力
1.1.4流体的黏性
• 一、牛顿黏性定律
流体的内摩擦力：运动着的流体内部相邻两流体层间的作 用力。又称为粘滞力或粘性摩擦力。
(1-11)
通常液体视为ρ=0，在静止液体内部的不同 高度处任取两平面z1和z2，设两平面的p1 压力分 别为p1和p2。
对dZ段，由于流体静止，有：
F 0
pA ( p dp) A ρgAdZ 0
化工原理英文教材传热相变传热过程Heat transfer to fluids with phase change
In dropwise condensation
the condensate begins to form at microscopic nucleation sites. Typical sites are tiny pits, scratches, and dust specks.
The drops grow and coalesce with their neighbors to form visible fine drops.
It is the layer of liquid interposed between the vapor and the wall of the tube which provides the resistance to heat flow and therefore which fixes the value of the heattransfer coefficient.
化工原理 Principles of Chemical Industry
Heat transfer to fluids with phase change
Processes of heat transfer accompanied by phase are more complex than simple heat exchange between fluids since it concerns about thermodynamic and hydrodynamic.
friction losses in a condenser are normally small, so that condensation is essentially a constantpressure process.
化工原理英文教材流体流动的基本方程Basic equations of fluid flow
S o, S S, p p 0
F Mb Ma
The momentum flow rate M of a fluid tream having a mass flow rate m and all moving at a velocity u equals mu
F mub ua
It is true if the velocity u is an average velocity at the cross section.
Ma a
Mb b
Assuming that the flow is steady and flows in the x direction.
The sum of forces acting in the x direction equals the difference between the momentum leaving with the fluid per unit time and that brought in per unit time by the fluid or
If u varies from point to point in the cross section of stream, however, the total momentum flow does not equal the product of mass flow rate and average velocity
the component of the gravity in the direction of flow
Fg cos A 0
From this equation, noting that A=bL and Fg=ρrLbg
So
F Mb Ma
The momentum flow rate M of a fluid tream having a mass flow rate m and all moving at a velocity u equals mu
F mub ua
It is true if the velocity u is an average velocity at the cross section.
Ma a
Mb b
Assuming that the flow is steady and flows in the x direction.
The sum of forces acting in the x direction equals the difference between the momentum leaving with the fluid per unit time and that brought in per unit time by the fluid or
If u varies from point to point in the cross section of stream, however, the total momentum flow does not equal the product of mass flow rate and average velocity
the component of the gravity in the direction of flow
Fg cos A 0
From this equation, noting that A=bL and Fg=ρrLbg
So
天大化工原理学习指南讲解
天大化工原理学习指南讲解Studying the principles of chemical engineering can be both challenging and rewarding. 化学工程原理的学习既具有挑战性，又具有回报性。
Understanding the fundamental concepts and theories behind chemical processes is essential for any aspiring chemical engineer. 了解化学过程背后的基本概念和理论对于任何有抱负的化工工程师来说都是至关重要的。
It provides the foundation for designing new chemical processes and solving complex engineering problems. 它为设计新的化学过程和解决复杂的工程问题提供了基础。
In order to grasp the principles of chemical engineering, students often turn to study guides to help them navigate through the complexities of the subject. 为了掌握化学工程原理，学生们经常求助于学习指南，帮助他们在这一学科的复杂性中前行。
These guides can provide valuable insights and explanations that supplement classroom learning. 这些指南可以提供有价值的见解和解释，补充课堂学习。
However, finding the right study guide that effectively explains the principles of chemical engineering can be a daunting task. 然而，找到一个能够有效解释化学工程原理的合适学习指南可能是一项艰巨的任务。
化工原理学培训(英文版)(ppt 12页)
Unit Operation Of Chemical Engineering
Fluid Mechanics and Heat Transfer
Introduction
❖ About the Courses and time scheduling Lecturing (theory)： 14 weeks, 4 classes each week
1、只要有坚强的意志力，就自然而然地会有能耐、机灵和知识。2、你们应该培养对自己，对自己的力量的信心，百这种信心是靠克服障碍，培养意志和锻炼意志而获得的。 3、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。4、天行健，君子以自强不息。5、有百折不挠的信念的所支持的人的意志，比那些似乎是无敌的物质力量有更强大 的威力。6、永远没有人力可以击退一个坚决强毅的希望。7、意大利有一句谚语：对一个歌手的要求，首先是嗓子、嗓子和嗓子……我现在按照这一公式拙劣地摹仿为：对 一个要成为不负于高尔基所声称的那种“人”的要求，首先是意志、意志和意志。8、执着追求并从中得到最大快乐的人，才是成功者。9、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 10、发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自己发现的意志，并把研究继续下去。11、我的本质不是我的意志的结果， 相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。12、公共的利益，人类的福利，可以使可憎的工作变为可 贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。13、立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。14、意志的出现不是对愿 望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识水平上。15、无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。16、即使 遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。17、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。18、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下 去。19、意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。20、有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。21、意志坚强，就会战胜恶运。22、只有刚强的人，才有神 圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。23、卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。24、疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。25、能 够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。26、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中 锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。27、只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。28、立志不坚，终不济事。29、功崇惟志，业广惟勤。30、一个崇高 的目标，只要不渝地追求，就会居为壮举；在它纯洁的目光里，一切美德必将胜利。31、书不记，熟读可记；义不精，细思可精；惟有志不立，直是无着力处。32、您得相 信，有志者事竟成。古人告诫说：“天国是努力进入的”。只有当勉为其难地一步步向它走去的时候，才必须勉为其难地一步步走下去，才必须勉为其难地去达到它。33、 告诉你使我达到目标的奥秘吧，我唯一的力量就是我的坚持精神。34、成大事不在于力量的大小，而在于能坚持多久。35、一个人所能做的就是做出好榜样，要有勇气在风 言风语的社会中坚定地高举伦理的信念。36、即使在把眼睛盯着大地的时候，那超群的目光仍然保持着凝视太阳的能力。37、你既然期望辉煌伟大的一生，那么就应该从今 天起，以毫不动摇的决心和坚定不移的信念，凭自己的智慧和毅力，去创造你和人类的快乐。38、一个有决心的人，将会找到他的道路。39、在希望与失望的决斗中，如果 你用勇气与坚决的双手紧握着，胜利必属于希望。40、富贵不能淫，贫贱不能移，威武不能屈。41、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。42、生命里最重 要的事情是要有个远大的目标，并借助才能与坚持来完成它。43、事业常成于坚忍，毁于急躁。我在沙漠中曾亲眼看见，匆忙的旅人落在从容的后边；疾驰的骏马落在后头， 缓步的骆驼继续向前。44、有志者事竟成。45、穷且益坚，不坠青云之志。46、意志目标不在自然中存在，而在生命中蕴藏。47、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。 48、思想的形成，首先是意志的形成。49、谁有历经千辛万苦的意志，谁就能达到任何目的。50、不作什么决定的意志不是现实的意志；无性格的人从来不做出决定。我终 生的等待，换不来你刹那的凝眸。最美的不是下雨天，是曾与你躲过雨的屋檐。征服畏惧、建立自信的最快最确实的方法，就是去做你害怕的事，直到你获得成功的经验。 真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。生活真象这杯浓酒，不经三番五次的提炼呵，就不会这样可口！人格的完善是本，财富的确立是末能力可以慢 慢锻炼，经验可以慢慢积累，热情不可以没有。不管什么东西，总是觉得，别人的比自己的好！只有经历过地狱般的折磨，才有征服天堂的力量。只有流过血的手指才能弹 出世间的绝唱。对时间的价值没有没有深切认识的人，决不会坚韧勤勉。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力的。不要因为寂寞而恋爱，孤独是为了幸福而 等待。每天清晨，当我睁开眼睛，我告诉自己：我今天快乐或是不快乐，并非由我所遭遇的事情造成的，而应该取决于我自己。我可以自己选择事情的发展方向。昨日已逝，
Fluid Mechanics and Heat Transfer
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❖ About the Courses and time scheduling Lecturing (theory)： 14 weeks, 4 classes each week
1、只要有坚强的意志力，就自然而然地会有能耐、机灵和知识。2、你们应该培养对自己，对自己的力量的信心，百这种信心是靠克服障碍，培养意志和锻炼意志而获得的。 3、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。4、天行健，君子以自强不息。5、有百折不挠的信念的所支持的人的意志，比那些似乎是无敌的物质力量有更强大 的威力。6、永远没有人力可以击退一个坚决强毅的希望。7、意大利有一句谚语：对一个歌手的要求，首先是嗓子、嗓子和嗓子……我现在按照这一公式拙劣地摹仿为：对 一个要成为不负于高尔基所声称的那种“人”的要求，首先是意志、意志和意志。8、执着追求并从中得到最大快乐的人，才是成功者。9、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 10、发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自己发现的意志，并把研究继续下去。11、我的本质不是我的意志的结果， 相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。12、公共的利益，人类的福利，可以使可憎的工作变为可 贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。13、立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。14、意志的出现不是对愿 望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识水平上。15、无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。16、即使 遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。17、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。18、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下 去。19、意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。20、有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。21、意志坚强，就会战胜恶运。22、只有刚强的人，才有神 圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。23、卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。24、疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。25、能 够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。26、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中 锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。27、只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。28、立志不坚，终不济事。29、功崇惟志，业广惟勤。30、一个崇高 的目标，只要不渝地追求，就会居为壮举；在它纯洁的目光里，一切美德必将胜利。31、书不记，熟读可记；义不精，细思可精；惟有志不立，直是无着力处。32、您得相 信，有志者事竟成。古人告诫说：“天国是努力进入的”。只有当勉为其难地一步步向它走去的时候，才必须勉为其难地一步步走下去，才必须勉为其难地去达到它。33、 告诉你使我达到目标的奥秘吧，我唯一的力量就是我的坚持精神。34、成大事不在于力量的大小，而在于能坚持多久。35、一个人所能做的就是做出好榜样，要有勇气在风 言风语的社会中坚定地高举伦理的信念。36、即使在把眼睛盯着大地的时候，那超群的目光仍然保持着凝视太阳的能力。37、你既然期望辉煌伟大的一生，那么就应该从今 天起，以毫不动摇的决心和坚定不移的信念，凭自己的智慧和毅力，去创造你和人类的快乐。38、一个有决心的人，将会找到他的道路。39、在希望与失望的决斗中，如果 你用勇气与坚决的双手紧握着，胜利必属于希望。40、富贵不能淫，贫贱不能移，威武不能屈。41、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。42、生命里最重 要的事情是要有个远大的目标，并借助才能与坚持来完成它。43、事业常成于坚忍，毁于急躁。我在沙漠中曾亲眼看见，匆忙的旅人落在从容的后边；疾驰的骏马落在后头， 缓步的骆驼继续向前。44、有志者事竟成。45、穷且益坚，不坠青云之志。46、意志目标不在自然中存在，而在生命中蕴藏。47、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。 48、思想的形成，首先是意志的形成。49、谁有历经千辛万苦的意志，谁就能达到任何目的。50、不作什么决定的意志不是现实的意志；无性格的人从来不做出决定。我终 生的等待，换不来你刹那的凝眸。最美的不是下雨天，是曾与你躲过雨的屋檐。征服畏惧、建立自信的最快最确实的方法，就是去做你害怕的事，直到你获得成功的经验。 真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。生活真象这杯浓酒，不经三番五次的提炼呵，就不会这样可口！人格的完善是本，财富的确立是末能力可以慢 慢锻炼，经验可以慢慢积累，热情不可以没有。不管什么东西，总是觉得，别人的比自己的好！只有经历过地狱般的折磨，才有征服天堂的力量。只有流过血的手指才能弹 出世间的绝唱。对时间的价值没有没有深切认识的人，决不会坚韧勤勉。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力的。不要因为寂寞而恋爱，孤独是为了幸福而 等待。每天清晨，当我睁开眼睛，我告诉自己：我今天快乐或是不快乐，并非由我所遭遇的事情造成的，而应该取决于我自己。我可以自己选择事情的发展方向。昨日已逝，
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d u v dy
momentum flux = (momentum diffusivity) x (momentum concentration gradient)
14
3. Viscosities of gases and liquids
viscosity = f (temperature, molecular structure, pressure)
1
3.3 RHEOLOGICAL PROPERTIES OF FLUIDS
3. Time-dependent flow
• Thixotropic（触变性） liquids break down under continued shear and on mixing give lower shear stress for a given shear rate; that is, their apparent viscosity decreases with time.
18
• Liquid mixture: • For unassociated liquid mixture
lg m xi lg i
•xi : molar fraction of i component in the mixture
19
Magnitude of viscosity •Liquid :
4
• In this course, only Newtonian fluid will be discussed.
5
3.4 VISCOSITY黏度
• • • • 1. Concept of viscosity 2. Viscosity and momentum flux 3. Viscosities of gases and liquids 4. Kinematic viscosity.
27
☆ 3. Reynolds number for nonnewtonian fluids
Ren 2
3n '
n' D V K' 3n'1
n'
n'
2 n '
(3.9)
The onset of turbulence occurs at Reynolds numbers above 2,100 with pseudoplastic fluids, for which n’ < 1.
6
1. Concept of viscosity
• In a newtonian fluid, the shear stress is proportional to the shear rate, and the proportionality constant is called the viscosity
•SI: m2/s, •cgs system: stoke (St)(沲)， cSt(厘沲） • 1 St = 1 cm2/s • 1 St = 100 cSt • fps unit: ft2/s
• Conversion factors are
1m / s 10 St 10.7639 ft / s
11
2. Viscosity and momentum flux
du dy
(3.3)
• Equation (3.3) states that the momentum flux normal to the direction of fluid flow is proportional to the velocity gradient, with the viscosity as the proportionality factor.
16
• Effect of molecular weight: The liquid viscosities usually increase with molecular weight For gas viscosities, there is no simple correlation with molecular weight.
du / dy
(3.3)
7
or
du dy
• ----------------------Newton’s law of viscosity • 牛顿粘性定律
• The equation is only valid for newtonian fluidor liquids, kinematic viscosities vary with temperature over a somewhat narrower range than absolute viscosities. • For gases, the kinematic viscosity increases more rapidly with temperature than does the absolute viscosity.
2
• Rheopectic （流凝性） substances behave in the reverse manner, and the shear stress increases with time, as does the apparent viscosity. The original structures and apparent viscosities are usually recovered on standing. The rheological characteristics of fluids are summarized in Table 3.1.
15
• Effect of temperature: •Gas viscosities increase with temperature
T 0 273
n
(3.5)
•Liquid viscosities decrease with temperature • Effect of pressure:
3
4. Viscoelastic fluids粘弹性流体
• Viscoelastic fluids show both viscous and elastic properties. They exhibit elastic recovery from deformations that occur during flow, but usually only part of the deformation is recovered upon removal of the stress. • Examples of viscoelastic fluids are flour dough, napalm（凝固汽油）, and certain polymer melts(聚合物熔体).
• 1. Rheology(流变学) • 2. Newtonian and non-newtonian fluids (牛 顿性流体与非牛顿性流体) Time-independent flow (与时间无关的粘性流动） • 3. Time-dependent flow (与时间有关的粘性流动） 4. Viscoelastic fluids. （粘弹性流体）
28
4. Nature of turbulence
26
• • • • •
☆ 6. Statistical nature of turbulence ☆ 7. Intensity and scale of turbulence ☆ 8. Isotropic turbulence ☆ 9. Reynolds stresses 10. Eddy viscosity
25
3.5 TURBULENCE
• 1. Reynolds experiment (discussed earlier) • 2. Reynolds number and transition from laminar to turbulent flow (discussed earlier) • ☆ 3. Reynolds number for non-newtonian fluids • 4. Nature of turbulence • 5. Deviating velocities in turbulent flow
17
Viscosity of a mixture • Gas mixture:
m
yM y M
i i i
1/ 2 i
1/ 2 i
•yi : molar fraction of i component in the mixture •μi : viscosity of pure i component at the same temperature. •Mi : molecular weight of i component.
8
9
• Unit of viscosity: • SI system: kilograms per meter-second or pascal-second 1 (Pa.s) = 1 (kg/m.s) • cgs system:
grams per centimeter-second, and this unit is called the poise (P) 泊 1（g/cm.s) = 1 P
12
•Or • • • • • •
d u v dy
τv : momentum flux (kg • m/s)/m2 • s rate of momentum transfer per unit area ρu : momentum per unit volume,(kg • m/s)/m3 d(ρu)/dy : momentum concentration gradient μ/ρ : momentum diffusivity, m2/s.