Cursus Stromingsleer

1
Cursus Stromingsleer
Referentie werken Çengel Turner
Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences
(McGraw-Hill) (CT) White Fluid Mechanics
(McGraw-Hill) (W)
2
HOOFDSTUK 1INLEIDING
3
Inleiding

• Vloeistof als een continuum Wp6
• Bijv. densiteit vloeistofconstant, W
  p22voorbeeld
• Classificatie CT 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
• CT achteraan of W App.C (conversion factors)
  ter informatie

4
(No Transcript)
5
(No Transcript)
6
(No Transcript)
7
(No Transcript)
8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
10
Viscositeit

• CT 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

11
(No Transcript)
12
(No Transcript)
13
Viscositeit

• 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, CT (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)

14
Viscositeit

• Toepassing
• Bepaling viscositeit
• Koppel T op draaiende cilinder
• Opmerking
• t is constant indien geen acceleratieen geen
  drukvariatie in richting vande stroming

15
Viscositeit

• Niet-Newtoniaanse fluïda
• Cfr. figuur
• (e) Newtoniaanse
• (a) pseudoplastisch
• (b) dilatant
• (c) Bingham
• (d) Herschel-Buckley

Newtoniaans Alle gassen,water,dispersies gas in water, vl. laag mol. gewicht, waterige opl. Van laag molgewicht comp.
pseudoplastisch Rubber opl, adhesieven, polymeeropl, sommige vetten, zetmeel susp, cellulose acetaat, sommige zepen en detergenten, pulp, verf
dilatant Sommige maïsmeel en suiker opl, zetmeel, drijzand, natte cement, poeders in suspensie
Bingham plastisch Sommige gesmolten plastics, boter, margarine, sommige vetten, tandpasta
Casson plastisch Bloed, tomatensaus, sinaasappelsap, gesmolten chocolade, inkt
16
Viscositeit

• 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 lt1 voor pseudoplastisch

17
Viscositeit

• Constitutieve vergelijking voor niet-Newtoniaanse
  fluïda
• Voorbeeld dilatant
• Machtswet formulering (power law) wordt (ngt1)
• 
  

18
Oppervlaktespanning en capillair effect

• CT 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
• Oppervlaktespanningkracht per eenheidslengte
• Bepaling CT fig.9-14
• Voorbeelden CT tabel 9-2
• Effect van onzuiverheden
• Bepaling van druktoename in druppel of bubbel

19
(No Transcript)
20
Oppervlaktespanning en capillair effect

• Wetting vs. non-wetting fluïdum
• Bepaald door verschil tussenadhesie krachten
  (bijv. vloeistof-vast) Facohesie krachten (bijv.
  vloeistof moleculen) Fc
• FagtFc wetting (bijv. water) FaltFc non-wetting
  (bijv. kwik)
• Capillair effect
• Krachtenbalans
• Voorbeeld stijging water in tube van 0.6mm

fcontacthoek