大連理工大學(xué)機(jī)械工程流體 縫隙流動(dòng)

1、1第七章 縫隙流動(dòng)第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙2條件：第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙0 xv1.很小，層流，穩(wěn)定流動(dòng)2.B，只有y方向運(yùn)動(dòng)，不計(jì)邊界對(duì)速度的影響3.不計(jì)重力4.不可壓縮3第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙0122zvypy一、速度分布由后兩式可知：由N-S方程，得（類似于圓管層流的簡(jiǎn)化）01xp01zpP是y的函數(shù)yv與y無(wú)關(guān))0(yvyyp對(duì)y而言是常數(shù)，且應(yīng)lpplpdydpyp)(21dtdzyxypfyzyyyxyyy214第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙yv僅是z的函數(shù)2222dzvdzvyy積分：2122CzCzlpvy由邊界條件：0vvzy00zyv得

2、：02C012vlpCzvzzlpvy022平行平板間速度分布5第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙第一項(xiàng)：拋物線分布，壓差作用下的流動(dòng)第二項(xiàng)：直線分布，剪切流動(dòng)當(dāng)p的方向及0v的方向變化時(shí)，可能出現(xiàn)不同速度分布0p00v0p00v6第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙二、切應(yīng)力與摩擦力由得dzdvyzvzzlpdzd022022vzzlp02vlpz上平板下表面切應(yīng)力7第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙作用在平板上的切應(yīng)力：02vlp第一項(xiàng)：合力：BlvBpBlF022/pB壓差合力的一半第二項(xiàng)：/0v速度梯度8第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙三、流量與無(wú)泄漏縫隙流量：BdzvdAvdqyy0

3、022dzzvzzlpBq0262vlpB當(dāng)0, 00vp時(shí)0262vlpBq9第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙plv006令 得0q00無(wú)泄漏縫隙ii)由于pv ,0反向， 運(yùn)動(dòng)平板上摩擦力很大iii)不適于往復(fù)運(yùn)動(dòng)及0v變化的場(chǎng)合i)對(duì)確定的 可計(jì)算 出使得plv,000q10第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙四、功率損失與最佳間隙qpPq流體運(yùn)動(dòng)時(shí)的功率摩擦功率損失0vFPF平行平板縫隙的功率損失：0FvpqPPPFqF00032212vlBvpBpBvlpBlBvlBp203212第一項(xiàng)：壓差流動(dòng)功率損失第二項(xiàng)：剪切流動(dòng)功率損失11第一節(jié) 平面平行縫隙、同心環(huán)形縫隙令0ddP無(wú)論0,

4、vp方向如何都有0P解得：功率損失最小的b00312lpvb12第二節(jié) 偏心環(huán)形縫隙芯軸與孔的位置經(jīng)常是偏心的偏心距e,孔半徑R,軸半徑r，相應(yīng)的同心縫隙為 R-r=/e偏心率ed13第二節(jié) 偏心環(huán)形縫隙觀察角處的縫隙coscoserR1cos, 1cos1coscoseerRRre可以認(rèn)為：rdB 是平行平板縫隙14第二節(jié) 偏心環(huán)形縫隙rdvlpdq21203rdvrdlpcos12cos112033dvlpdqq223112023202312i)偏心環(huán)縫隙的流量是同心環(huán)縫隙流量的 倍 ii)當(dāng) 時(shí)， ，偏心環(huán)縫隙流量是同心環(huán)的2.5倍e115第三節(jié) 平行圓盤縫隙兩種問題：221,pqrr1

5、.已知求解1p2,r2.已知由q或21, pp求支承力16第三節(jié) 平行圓盤縫隙一、圓盤內(nèi)的壓強(qiáng)分布環(huán)形平面內(nèi)的流動(dòng)是軸對(duì)稱的，任一r處，厚度為dr的環(huán)形可認(rèn)為是二平行平板間的流動(dòng)由lpBq123rB2drl drdplpdrdprq3122rdrqdp3617第三節(jié) 平行圓盤縫隙積分：crqpln63若02rrp02p23ln6rqCrrqp23ln6或rrqpp232ln618第三節(jié) 平行圓盤縫隙二、液體對(duì)圓盤的作用力drrrrqprpFrr2ln62112322112121lnln12)(2321222211rrrrrrdrrdrrqrrprp)(41)lnln(21ln)(2112)(21221212222212232222121rrrrrrrrrqrprpp)(41ln212)(2122212132222121rrrrrqrprpp19第三節(jié)、平行圓盤縫隙將12321ln6rrqpp代入)(3)()(2122321212222121rrqpprrprppF)(321