⑴ 按连续介质的概念,流体质点是指什么
流体力学或固体力学研究的基本假设之一。它认为流体或固体质点在空间是连续而无空隙地分布的,且质点具有宏观物理量如质量、速度、压强、温度等,都是空间和时间的连续函数,满足一定的物理定律(如质量守恒定律、牛顿运动定律、能量守恒定律、热力学定律等)。编辑本段油藏范围
这里的不连续介质是指在整个油藏范围,不将其作为连续介质,只有大裂缝内部范围才能作为连续介质.饱和度中值压力越高,储层未经改造前原始生产油气的能力越低。编辑本段质点
所谓质点,实际是指微观充分大、宏观充分小的分子团,也称微团。即其尺度比分子或分子运动尺度足够大,它可以包含“无数”的分子,而比所研究力学问题的特征尺度足够小。有了连续介质假设,就可以在流体力学研究中广泛运用数学分析这一强有力的工具。实际流体的结构在一般情况下是非常接近连续介质模型的
。编辑本段冰点温度
例如在冰点温度(273.15开)和标准大气压(101325帕)下,1立方厘米空气含分子约2.7×1019个,分子平均自由程
约10-9厘米(液体比气体更为“致密”),1秒内分子碰撞约1029次。显然,从力学角度完全可以忽略分子结构的离散性和分子碰撞作用的间歇性,而认为物质是连续的。在特殊情况,如稀薄气体中,分子自由程相比力学特征尺度已不是非常小,因而连续介质假设不适用;激波层的厚度为分子量级,研究激波层中的气体运动也不能用连续介质假设。编辑本段化学工程
化学工程研究中从宏观角度对流体进行的一种处置,即把流体视为由无数分子集团所组成的连续体系,把每个分子集团称为质点,质点在流体内部一个紧挨一个,它们之间没有任何空隙、流体被这种介质所充满,因而将流体看作连续介质,其目的是为了摆脱复杂的分子运动,而从宏观角度(如受到重力、离心力等外力作用时)研究流体的运动规律。
⑵ 流体的流动状态分为哪两种类型
层流和湍流
层流是流体的一种流动状态。当流速很小时,流体分层流动,互不混回合,称为层答流,或称为片流;逐渐增加流速,流体的流线开始出现波浪状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加而增加,此种流况称为过渡流;当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,称为湍流,又称为乱流、扰流或紊流。
这种变化可以用雷诺数来量化。雷诺数较小时,黏滞力对流场的影响大于惯性力,流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减,流体流动稳定,为层流;反之,若雷诺数较大时,惯性力对流场的影响大于黏滞力,流体流动较不稳定,流速的微小变化容易发展、增强,形成紊乱、不规则的湍流流场。
流态转变时的雷诺数值称为临界雷诺数。一般管道雷诺数Re<2100为层流状态,Re>4000为湍流状态,Re=2100~4000时为过渡状态
⑶ 流体质点的介绍
流体质点是指流体和任何物质一样,都是由分子组成的,分子与分子之间是不连续而版有空隙的。例如,常温权下每立方厘米水中约含有3×10e22个水分子,相邻分子间距离约为3×10e-8厘米。因而,从微观结构上说,流体是有空隙的、不连续的介质。所谓流体质点,是指微小体积内所有流体分子的总体,而该微小体积是几何尺寸很小(但远大于分子平均自由行程)但包含足够多分子的特征体积,其宏观特性就是大量分子的统计平均特性,且具有确定性。
⑷ 流体运动学的流动的分析描述
在流体力学中描写运动的方法有两种,即拉格朗日方法和欧拉方法。拉格朗日方法着眼于流体质点(见连续介质假设),设法描述每个流体质点的位置随时间变化的规律。通常利用初始时刻流体质点的直角坐标或曲线坐标a、b、c作为区分不同流体质点的标志。流体质点运动规律可表示成方程(1)的形式:
其中 是流体质点的矢径;t为时间;变数a、b、c、t统称为拉格朗日变数。对时间 t求式(1)的一次偏导数和二次偏导数,可分别得到流体质点的速度矢量相加速度矢量。欧拉方法着眼于空间点,设法在空间的每一点上描述出流体运动随时间的变化状况。通常用速度矢量v表示流体运动。于是欧拉方法中流体质点的运动规律可表为下式:
变数 称为欧拉变数。式(2)确定的速度函数是定义在时间t和空间点上的,所以它是场。由式(2),可按下式求出加速度(见随体导数):
虽然拉格朗日方法和欧拉方法都能描述流体的运动,但在流体力学中,人们广泛采用欧拉方法,较少采用拉格朗日方法,这是因为用欧拉变数得到的是场,可以运用研究得很充分的场论知识;而在拉格朗日方法中,由于式(1)不是场,所以无此优点。其次,在欧拉方法中,由于加速度是一阶导数,所以运动方程组是一阶偏微分方程组,它比拉格朗日方法中的二阶偏微分方程组容易处理。
⑸ 欧拉法能直接描述流体质点的运动吗
Lagrange描述Euler描述描述物体运两种:
拉格朗用描述质点运用初始刻坐标标记质点记录质点每每刻所位置用数表达r(a,b,c,t)a,b,c初始刻质点坐标拉格朗描述其实理论力
欧拉描述固定空间点流体状态记录每刻流点流体质点速度比说t1刻质点1流空间点我记录速度v1t2刻质点2(质点1)流点我记录速度v2欧拉关某质点流关固定空间点流用数表达V(x,y,z,t)x,y,z空间点坐标欧拉描述场概念
⑹ 流体的流动形态有哪几种如何判断
流体的流动形态抄分为层袭流和湍流(紊流)两种基本形态,以及这两种形态的过度形态(过渡流)。
层流:流体分层流动,相邻两层流体间只作相对滑动,流 层间没有横向混杂。
湍流:当流体流速超过某一数值时,流体不再保持分层流 动,而可能向各个方向运动,有垂直于管轴方向的分速度,各流层将混淆起来,并有可能出现涡旋,这种流动状态叫湍流。
更专业的说法是:流体流动时,如果流体质点的轨迹(一般说随初始空间坐标x、y、z和时间t而变)是有规则的光滑曲线(最简单的情形是直线),这种流动叫层流。没有这种性质的流动叫湍流。
过渡流:介于层流与湍流间的流动状态很不稳定,称为过渡流动。
判断管道中的流体流动形态有一个无量纲的数━━雷诺数作为判据:
Re=ρvr/μ
式中:Re - 雷诺数;ρ - 密度;v - 流速;r - 管道半径;μ - 粘度。
实验证明:
Re<1000层流;
1000<Re<1500过渡流;
Re>1500湍流;
在没有测量手段的情况下,可根据湍流区别于层流的特点之一,能发出声音,来大致判断流动形态。
⑺ 已知流体质点运动表达式x=2+0.001根号t^5,y=2+0.001根号t^5,z=2 求在x=
^显然来x=y,那么x=8时
2+1/1000 *t^5/2=8
即源t^5/2=6000
求加速度即d²x/dt²=d²y/dt²=0.00375 根号t
结合在一起的总加速度为0.00375 根号2t
代入计算器得到,约等于0.0302 m/s²
⑻ 从流体质点运动情况、速度分布以及流动阻力产生的原因等方面比较层流与湍流有什么不同
流体,是与固体相对应的一种物体形态,是液体和气体的总称。由大量的、不断地作热运动而且无固定平衡位置的分子构成的,流体都有一定的可压缩性,液体可压缩性很小,而气体的可压缩性较大,在流体的形状改变时,流体各层之间也存在一定的运动阻力(即粘滞性)。当流体的粘滞性和可压缩性很小时,可近似看作是理想流体,它是人们为研究流体的运动和状态而引入的一个理想模型,是液压传动和气压传动的介质。
流体,是与固体相对应的一种物体形态,是液体和气体的总称。由大量的、不断地作热运动而且无固定平衡位置的分子构成的,它的基本特征是没有一定的形状并且具有流动性。流体与其他物质一样具有质量和密度,且有一定的可压缩性,液体可压缩性很小,而气体的可压缩性较大,在流体的形状改变时,流体各层之间也存在一定的运动阻力(即粘滞性)。当流体的粘滞性和可压缩性很小时,可近似看作是理想流体,它是人们为研究流体的运动和状态而引入的一个理想模型,是液压传动和气压传动的介质。
固体和流体具有以下不同的特征:在静止状态下固体的作用面上能够同时承受剪切应力和法向应力。而流体只有在运动状态下才能够同时有法向应力和切向应力的作用,静止状态下其作用面上仅能够承受法向应力,这一应力是压缩应力即静压强。固体在力的作用下发生变形,在弹性极限内变形和作用力之间服从胡克定律,即固体的变形量和作用力的大小成正比。而流体则是角变形速度和剪切应力有关,层流和紊流状态它们之间的关系有所不同,在层流状态下,二者之间服从牛顿内摩擦定律。
当作用力停止作用,固体可以恢复原来的形状,流体只能够停止变形,而不能返回原来的位置。固体有一定的形状,流体由于其变形所需的剪切力非常小,所以很容易使自身的形状适应容器的形状,在一定的条件下并可以维持下来。
希望我能帮助你解疑释惑。
⑼ 高分求解流体力学。液体质点运动包括几种基本形式,在笛卡尔坐标条件下,描述各运动形式的物理量及其表达