220 likes | 513 Views
Cursus Stromingsleer. Referentie werken: Ç engel & Turner : Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences (McGraw-Hill) (C&T) White: Fluid Mechanics (McGraw-Hill) (W). HOOFDSTUK 1 INLEIDING. Inleiding. Vloeistof als een continuum: Wp6 Bijv. densiteit vloeistof:~constant, W p22+voorbeeld
E N D
Cursus Stromingsleer Referentie werken: Çengel & Turner : Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences (McGraw-Hill) (C&T) White: Fluid Mechanics (McGraw-Hill) (W)
Inleiding • Vloeistof als een continuum: Wp6 • Bijv. densiteit vloeistof:~constant, W p22+voorbeeld • Classificatie: C&T p412 • (niet) viskeus • Intern vs. Extern • (on)samendrukbaar • Laminair vs. Turbulent • Natuurlijk of geforceerd • (niet) stationair [(un)steady] • 1,2 of 3D • Dimensies en eenheden: • C&T achteraan of W App.C (conversion factors): ter informatie
Viscositeit Dynamic viscosity Newtoniaans fluïdum Niet Newtoniaansfluïdum: zie verder Kinematic viscosity Constitutieve betrekking • C&T p415 of W p23 • Wrijving van vloeistoflagen • Wrijvingskracht per eenheid oppervlakte (shear stress) • Reden: • Gas: moleculaire botsingen • Vloeistof: moleculaire cohesie-krachten • Zie ook transportband analogie
Viscositeit Slechts weinig invloed (Wp28) of (C&Tp416) formule van Sutherland • Dus benaderend: • Gas: geldig voor lage tot middelmatige p (enkele % variatie van 1 tot 100 atm) • Vloeistof: steeds geldig behalve voor zeer hoge p • Nota: voor gas: want • Invloed T: zie fig. 9-10, C&T (W p27) • Vloeistof: daalt als T stijgt (molekulen krijgen meer energie en kunnen zich beter afzetten tegen de cohesiekrachten) • Gas: stijgt als T stijgt (meer moleculaire botsingen)
Viscositeit met p’ t p p W=rgdhdl t p’+rgdh • Toepassing: • Bepaling viscositeit • Koppel T op draaiende cilinder: • Opmerking: • t is constant indien geen acceleratieen geen drukvariatie in richting vande stroming
Viscositeit • Niet-Newtoniaanse fluïda • Cfr. figuur • (e) Newtoniaanse • (a) pseudoplastisch • (b) dilatant • (c) Bingham • (d) Herschel-Buckley
Viscositeit ma=schijnbare viscositeit (apparent viscosity) • Constitutieve vergelijking voor niet-Newtoniaanse fluïda • Naar analogie met Newtoniaans fluïdum stelt men • Voorbeeld: pseudoplastisch • Figuur: werkingsgebied voor ir.toepassingen (a) tem (c) • Machtswet formulering (power law) • voor dV/dy klein (gebied (a)) • voor dV/dy groter (gebied (c)) • Opmerking: n moet <1 voor pseudoplastisch
Viscositeit • Constitutieve vergelijking voor niet-Newtoniaanse fluïda • Voorbeeld: dilatant • Machtswet formulering (power law) wordt (n>1)
Oppervlaktespanning en capillair effect • C&T p419, W p29 • Verklaring: • aan oppervlakte zijn aantrekkings-krachten niet symmetrisch • Resulteert in spanning aan oppervlak (cfr. elastisch membraan) • Kracht die spanning veroorzaakt is parallel met oppervlak • Oppervlaktespanning=kracht per eenheidslengte • Bepaling: C&T fig.9-14 • Voorbeelden: C&T tabel 9-2 • Effect van onzuiverheden • Bepaling van druktoename in druppel of bubbel
Oppervlaktespanning en capillair effect • Wetting vs. non-wetting fluïdum • Bepaald door verschil tussenadhesie krachten (bijv. vloeistof-vast) Facohesie krachten (bijv. vloeistof moleculen) Fc • Fa>Fc : wetting (bijv. water); Fa<Fc: non-wetting (bijv. kwik) • Capillair effect • Krachtenbalans • Voorbeeld: stijging water in tube van 0.6mm f=contacthoek