1、工程流体力学 第五章 不可压缩粘性流体的一元流动华侨大学机电学院第五章 不可压缩粘性流体的一元流动 5-1 粘性流动的伯努利方程 5-2 流体运动的两种流态 5-3 粘性流体的层流 5-4 粘性流体的紊流 5-5 粘性流体在孔口和缝隙的流动 5-6 流体润滑理论基础液体动压滑动轴承221122112222wpVpVzzhggggwfjhhh22fl Vhdg22 jVhg5-1 粘性流动的伯努利方程由于粘性力的作用,下游的总水头H2较上游的总水头H1损失了hw.ReVdVdReVlVl或工程实践中,常认为:时,流态就属于紊流;时,流态就属于层流.Re2320cRe2320c5-2 流体运动的两
2、种流态53 粘性流体在圆管中的层流22014purrl204mrpul2020182mrQQpVuArl22021ruVr粘性流体在圆管内层流的沿程能量损失：22fpl Vhgdg64Re264Re2fl Vhdg54 粘性流体在圆管中的紊流贴近壁面，厚度很小，流态为层流，速度梯度较大。0.87532.8Re34.2Redd厚度或速度分布较均匀，速度变化平缓常划入紊流核心区雷诺数越大,核心区流速分布越平均,动能修正系数越接近1水力光滑与水力粗糙管道内壁实际上是凹凸不平的,其粗糙物凸出的平均高度为,称为绝对粗糙度,/d称为相对粗糙度.时,粘性底层掩盖管壁粗糙物,称为水力“光滑管”和“水力光滑流动
3、”,时,称为“水力粗糙管”和“水力粗糙流动”.55 粘性流体在孔口和缝隙的流动孔口流动薄壁小孔厚壁孔短孔细长孔缝隙流动平板缝隙环形缝隙圆环平面缝隙孔口流动孔口出流的分类和基本特征孔口边缘尖锐,液流经孔口时收缩,经孔口后继续收缩,在C-C处射流截面积最小,流线近似平行,为缓变流,然后射流再扩散,无沿程损失,仅有局部损失.孔口锐利,射流收缩后形成收缩断面,但由于壁厚大,收缩后又扩散并附壁,既有局部损失,又有沿程损失.孔口有一定圆角,射流不能收缩成断面,出流后主要产生沿程损失,尽管壁厚较小,也视为厚壁孔.缝隙流动流体微元受力平衡方程dpddxdy dudy22dpd udxdy 21212puyC
4、yCl 带入边界条件:00,0,yuyhuu时时平行平板间缝隙流动dppdxl201012CupChhl200112212uppuyh ylhlpyhy yulh 300122hubhpQubdybhl300122hubhpQubdybhl平板静止,流动仅由压差引起.(Poiseuille流动)无压差,流动仅由平板相对运动引起.(Couette流动)312bhpQl02uQbh同心圆环间缝隙流动22dpd udxdr 2121 212purrrrrrl222214421218lnrrpQrrrlr圆环间缝隙很小时,可近似看作展开为平行平板间的流动30122udhpQdhl5-6 流体润滑理论基
5、础液体动压滑动轴承摩擦状态分类滑动轴承概述液体动压滑动轴承原理液体动压滑动轴承基本方程液体动压滑动轴承承载能力计算相对运动的表面会有磨损,为了改善磨损需要用润滑油对运动表面进行润滑.按表面的润滑情况将摩擦分为:润滑表面摩擦状态分类干摩擦:摩擦面间不加润滑剂,一般金属f0.15.轴承中不允许存在这种状态.边界摩擦:摩擦表面间有一层油膜,f=0.050.3.是轴承的最低要求.液体摩擦:摩擦面被油层隔开.运动仅需克服流体粘性力.静压f=0.0050.001 动压f=0.0010.01 混合摩擦0036hhdpudxh形成液体润滑的必要条件:两工作表面必须形成收敛的楔形间隙两工作表面必须有一定的 相对运动，且v方向是从大 口到小口间隙中必须连续充满具有一定粘度的润滑油液体动压滑动轴承油膜产生原理
