管内液体边界层引起的液体流变现象理论解

摘要

对于很长的管道,在传输高黏性液体时,管道内的液体在管壁邻近流线作为整体会产生绕管道截面方向的弯曲扭转,从而出现异常流动.在随体系中,可以把管内高黏性液体看成是一个一维连续介质(类似于圆杆)而考察其宏观变形.在这种等效下,管壁的异常流动会产生边界层,从而引起液体流变现象.本文要得到用截面宏观流速场确定边界层位置的方程.为此,先引入理性力学给出的大变形非线性运动方程.先由线动量守恒方程,得到应力的空间传播解.然后,用角动量守恒方程得到应力分量的流变解.最后,得到流变应力与截面液体传输速度和传输距离间的理论关系.对于沿管道长度方向的均匀输运,用零输运压力线的方程给出了确定边界层的近似式.