22、流体力学与化学反应工程的计算分析

流体力学与化学反应工程的计算分析

1. 流体力学问题概述

在流体力学领域，涉及到众多不同场景下的流体流动问题，这些问题的解决对于理解和优化流体系统至关重要。

1.1 压力降计算示例

通过代码 >> dPt = dpcatbed(W,Bd,Bl,Pd,Pl,ep,mu,rho) 计算得出总压力降为 68.6034 lb/in²。这一计算为后续分析流体在特定条件下的流动特性提供了基础。

1.2 各类流体流动问题

• 水平圆管内水的流动 ：25°C 时水在水平圆管内流动，已知管长 12 m、内半径 0.01 m，水的粘度为 8.937 × 10⁻⁴ kg/(m·sec)，压力降 ΔP = 520 Pa，需要确定平均速度并绘制速度分布。
• 非牛顿流体在水平管中的流动 ：管长 L = 10 m，半径 r = 0.009 m，流动行为指数 n = 0.46，k = 0.012 N·secⁿ/m²，压力降 ΔP = 100 Pa，需计算平均速度并绘制速度与半径的关系曲线。
• 水在倾斜平板上的流动 ：如图 P5.3 所示，平板深度 L = 0.004 m，单位宽度，水的密度为 1000 kg/m³，粘度为 9.93 × 10⁻⁴ Pa·sec，当 θ = 30°时，绘制 vₓ 与 z 的关系曲线。
• 光滑水平圆管内水的流动 ：21°C 时水在光滑水平圆管内流动，管内径 0.1 m，流