cursus stromingsleer
DESCRIPTION
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 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/1.jpg)
Cursus StromingsleerCursus Stromingsleer
Referentie werken:Referentie werken:
Çengel & Turner : Fundamentals of Thermal-Fluid engel & Turner : Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences (McGraw-Hill) (C&T)Sciences (McGraw-Hill) (C&T)
White: Fluid Mechanics (McGraw-Hill) (W)White: Fluid Mechanics (McGraw-Hill) (W)
![Page 2: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/2.jpg)
HOOFDSTUK 1HOOFDSTUK 1
INLEIDINGINLEIDING
![Page 3: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/3.jpg)
InleidingInleiding 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
![Page 4: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/10.jpg)
ViscositeitViscositeit 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
dVdy
Newtoniaans fluïdum Niet Newtoniaansfluïdum: zie verder
Dynamic viscosity
Kinematic viscosity
Constitutieve betrekking
![Page 11: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/13.jpg)
ViscositeitViscositeit 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)
,p T Slechts weinig invloed
T
p
1/ 2
1 /aTb T
formule van Sutherland
,p T
10bT ca
20 0
0
lnT T
a b cT T
(Wp28) of (C&Tp416)
![Page 14: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/14.jpg)
ViscositeitViscositeit Toepassing:
– Bepaling viscositeit Koppel T op draaiende cilinder:
Opmerking: is constant indien geen acceleratie
en geen drukvariatie in richting vande stroming
dV Vdy l
VF A Al
2T FR R Al met 2A RL
p pp’
p’+gdhW=gdhdl
![Page 15: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/15.jpg)
ViscositeitViscositeit 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
![Page 16: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/16.jpg)
ViscositeitViscositeit 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
adVdy
a=schijnbare viscositeit (apparent viscosity)
01
01a n
dVK dy
0a
1n n
adV dVK Kdy dy
![Page 17: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/17.jpg)
ViscositeitViscositeit Constitutieve vergelijking voor niet-Newtoniaanse
fluïda – Voorbeeld: dilatant
Machtswet formulering (power law) wordt (n>1)
1
00
1n
aK dV
dy
![Page 18: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/18.jpg)
Oppervlaktespanning en capillair Oppervlaktespanning en capillair effecteffect
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
s
2sFb
2 sdrupp
R
4 s
bubbelpR
![Page 19: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: Cursus Stromingsleer](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081505/56815e0c550346895dcc67dc/html5/thumbnails/20.jpg)
Oppervlaktespanning en capillair Oppervlaktespanning en capillair effecteffect
Wetting vs. non-wetting fluïdum– Bepaald door verschil tussen
adhesie 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
2 cosshgR
0.073 / ; 0s N m 5h cm
=contacthoek