幂律型非牛顿流体能量边界层本构方程
第八章 非牛顿流体_1

0,
流速为最大,即
n n p 1 n R 1 n 2 LK 1 n
umax
幂律流体层流时的流量:
R3 2 Q 3 ( )d w 0
w
R Q 3 w
3
w
0
n w 3 d R K 1 3 n K
du
n
幂律流体
n=1,牛顿流体(A) n>1,膨胀流体(D)
(1)假塑性流体的特点 受力后立即流动,流变曲线经原点,因其结构性较弱,随 着剪切速度的增加,网状结构被破坏,质点的相互位置得到调 整,并顺着流动方向定向,导致施加于流体的切应力减少,从 而使流变曲线凹向切应力轴,粘度下降,愈拌愈稀,这种特性 称为剪切稀释性。 (2)膨胀流体的特点 受力后立即流动,流变曲线经原点。所含颗粒形状极不规则, 静止时紧密排列的颗粒嵌入邻近层的空隙中,流动后随着剪切速 度的增加,中间层颗粒来不及嵌入邻近的空隙中就被稳定推过, 因而发生膨胀,粘度增加,即愈拌愈稠。这种特性称为剪切增稠 性。停止剪切后马上恢复,流变曲线凸向切应力轴。
R
pr 2L
所以,
1 n
pR w 2L
n 1 n n p 1 n n u R r 1 n 2 LK
当 n 1 时,是牛顿流体,由上式求得的速度分布和前面得到的牛顿流体 圆管内层流时的速度分布完全相同。 在管轴心处, r
纯粘性非牛顿流体
屈服膨胀性流体
非牛顿流体
触变性流体
流变性与时间有关的流体 震凝性流体
弹性变形寓于粘性流动之中的粘弹性流体
二、流变性、流变方程和流变曲线
流变性:流体流动和变形的特性。 流变方程:描述切应力与速度梯度(剪切变形率、角变形速度)之间 关系的方程式。 流变曲线:在直角坐标中表示流体切应力和速度梯度之间变化关系的 实验曲线。
幂律流体管内充分发展的对流换热分析

1. 2 数学模型 1. 2. 1 幂律流体的本构方程
1 控制方程
1. 1 物理模型
假设 : ( 1 ) 不考虑幂律流体的物性随温度的变 化 ; ( 2) 流动为层流流动 ,并已达到充分发展 ,同时换 热也充分发展 ; ( 3) 整个系统处于稳定状态 ; ( 4) 忽略 轴向导热和粘性耗散 。 针对幂律流体在圆管内的流动及假设条件 , 建 立如图 1 ( r 为任意点处的管内径 , u 为流体速度 , R 为管内径) 所示的物理模型 。
文章编号 :100025870 ( 2004) 0220071204
幂律流体管内充分发展的对流换热分析
黄善波1 ,2 , 李兆敏2
( 1. 石油大学储运与建筑工程学院 ,山东东营 257061 ; 2. 石油大学石油工程学院 ,山东东营 257061)
摘要 : 将非牛顿流体的动量方程 、 能量方程和幂律流体的本构方程相结合 , 建立了幂律流体管内流动和换热充 分发展时的对流换热控制方程组 ,并在恒热流和恒壁温边界条件下分别对方程组进行了求解 ,得到了两种不同边界 条件下的温度分布和无量纲对流换热系数 ( N u 数) 的表达式 。结果表明 , 幂律流体的流变指数对流体流动的影响要 大于对换热的影响 ; 在恒热流边界条件下 , 幂律流体的温度在管内沿轴向呈线性分布 ; 而在恒壁温条件下 , 其截面平 均温度沿轴向呈指数规律变化 。幂律流体的无量纲对流换热系数与幂律流体的流变指数有关 , 并且在两种边界条 件下 , 均随着流变指数的增加而减小 。 关键词 :幂律流体 ; 对流换热 ; 换热系数 ; 流变指数 ; 温度分布 ; 边界条件 中图分类号 : TE 312 ,O 373 文献标识码 :A
( 12 )
当 n = 1 时 , N u x = 4 . 364 就是牛顿流体在恒热流边 界时的数值 。 2 . 2 . 2 恒壁温条件下的温度分布
非牛顿流体流动

∂υ z ∂υ z υθ ∂υ z ∂υ z 1 ∂p 1 ⎡ 1 ∂ (rτ rz ) 1 ∂τ θz ∂τ zz ⎤ + + = gz − + ⎢ +υz + + υr ρ ∂z ρ ⎣ r ∂r ∂z ⎥ ∂z ∂r ∂t r ∂θ r ∂θ ⎦
第二章
τ = τ 0 e iω t
非牛顿流体流动
R ⎡ r2 ⎤ ⎡ r2 ⎤ Q = ∫ 2πvrdr = ⎢2π v ⎥ − ⎢2π dv ⎥ = ∫ πr 2 f (τ )dr 2 ⎦0 ⎣ 2 ⎦0 0 ⎣ 0 R
R
纯粘性非牛顿流体沿径向的剪切应力分布的规律是线性的
τ=
代入流量计算式,则
τR
R
r
Q =π∫
0
R
R3
τR
τ 2 f (τ )dτ 3
⎛ dv ⎞ τ = τ y + μ⎜ ⎟ ⎝ dr ⎠
第二章
第一节
非牛顿流体流动
非牛顿流体的流变特性
1.1 无时间依存性的非牛顿流体 (2)粘塑性非牛顿流体 在石油工程中,大部分钻井液 和某些原油为带屈服值的拟塑性非 牛顿流体,当应力超过屈服值时其 应力应变关系是非线性的。
⎛ dv ⎞ τ = τ y + μ⎜ ⎟ ⎝ dr ⎠
第二章
• • • • • • •
非牛顿流体流动
非牛顿流体的流变特性 拟塑性流体在圆管中的层流流动 宾汉流体在圆管中的层流流动 粘弹性流体在圆管中的不稳定流动 触变性流体在圆管中的层流流动 拟塑性流体在环空中的层流流动 非牛顿流体在圆管中的湍流流动
第二章
第一节
非牛顿流体流动
非牛顿流体的流变特性
第二章
高分子材料流变学非牛顿型流体的分类非牛顿型流体是一

4. 非牛顿型流体的分类非牛顿型流体是一大类实际流体的统称。
一般地说,凡流动性能不能用方程(2-2)来描述的流体,统称为非牛顿型流体。
在高分子液体范畴内,可以粗略地把非牛顿型流体分为:纯粘性流体,但流动中粘度会发生变化,如某些涂料、油漆、食品等。
粘弹性流体,大多数高分子熔体、高分子溶液是典型的粘弹性流体,而且是非线性粘弹性流体。
一些生物材料,如细胞液,蛋清等也同属此类。
流动性质有时间依赖性的流体。
如触变性流体,震凝性流体。
4. 1 Bingham 塑性体Bingham体的可塑性质。
只有当外界施加的应力超过屈服应力y σ,物体才能流动。
流动方程为:⎩⎨⎧≥-<=yy y σσησσσσγ/)(0 (2-74)说明:有些Bingham 塑性体,在外应力超过y σ开始流动后,遵循Newton 粘度定律,流动方程为:γησσ p y += (2-75) 称为普通Bingham 流体,p η为塑性粘度。
有些Bingham 塑性体,开始流动后,并不遵循Newton 粘度定律,其剪切粘度随剪切速率发生变化,这类材料称为非线性Bingham 流体。
特殊地,若流动规律遵从幂律,方程为n y K γσσ += (2-76) 则称这类材料为Herschel-Bulkley 流体。
图2-16 Bingham 流体的流动曲线牙膏、油漆是典型Bingham 塑性体。
油漆在涂刷过程中,要求涂刷时粘度要小,停止涂刷时要“站得住”,不出现流挂。
因此要求其屈服应力大到足以克服重力对流动的影响。
润滑油、石油钻探用泥浆,某些高分子填充体系如碳黑混炼橡胶,碳酸钙填充聚乙烯、聚丙烯等也属于或近似属于Bingham 流体。
填充高分子体系出现屈服现象的原因可归结为,当填料份数足够高时,填料在体系内形成某种三维结构。
如CaCO 3形成堆砌结构,而碳黑则因与橡胶大分子链间有强烈物理交换作用,形成类交联网络结构。
这些结构具有一定强度,在低外力下是稳定的,外部作用力只有大到能够破坏这些结构时,物料才能流动。
第九章_非牛顿流体的运动

三、流变性与时间有关的非牛顿流体
1、触变性流体和震凝性流体
流变性与时间有关的纯粘性非牛顿流体包括触变性流体 和震凝性流体。
触变性流体:恒定剪切速率下,表观粘度(或剪切应力) 随剪切时间而变小,经过一段时间t0后,形成平衡结构, 表观粘度趋近于常数。如图9-2所示。
震凝性流体:与触变性相反,恒定的剪切速率下表观粘 度随时间而增大,一般也在一定时间后达到结构上的动 平衡状态。如图9-3所示。
一、非牛顿流体的分类 1、材料的分类
因为非牛顿流体力学研究的流体,有的既具有固体
的性质(弹性),又有流体的性质(粘性), 所以我们先
从流变学观点对材料进行分类。
第九章 非牛顿流体的流动 第九章 非牛顿流体的流动
(1)超硬刚体 绝对刚体,也称欧几里得刚体。粘度无限大,在任何外 力下不发生形变。 (2)弹性体 在外力作用下发生形变,外力解除后,形变完全恢复。 (3)超流动体 帕斯卡液体,粘度无限小,任何微小的力都能引起大的 流动。例如:液态氦 (4)流体 任何微小的外力都能引起永久变形(不可逆流动)。
塑性流体也称为宾汉流体,其流变方程称为宾汉方程。 根据塑性流体的流变曲线,可以写出如下关系式:
0 p
式中: 0
du dy
—为极限动切应力,Pa;
p —称为结构粘度(或称塑性粘度),Pa.s。
第九章 非牛顿流体的流动 第九章 非牛顿流体的流动
1、塑性流体:宾汉(Bingham)方程
若管路为水平放置,即
=0°,sin 0 ,则
p1 p2 d
4L
p1 p2 R
2L
式中:R ——管子半径。
第九章 非牛顿流体的流动 第九章 非牛顿流体的流动
非牛顿流体.ppt

系数)。水、空气和润滑油等是化学结构比较简单的低分子
流体,其运动遵循牛顿内摩擦定律。
1.2 非牛顿流体之定义
虽然水和空气等大多数流体是牛顿流体,但也有很多流 体不满足牛顿内摩擦定律,或者说,应力和应变速度之间 存在着非线性关系,即为非牛顿流体。
牛顿流体才具有一种可以严格地称之为粘度的概念,所 有非牛顿流体都需要两个或两个以上参数来描述其粘稠特
性。但为了方便起见,引入表观粘度(或称视粘度)η来近似
描述非牛顿流体的粘稠特性。
=
(2)
du dy
1.2 非牛顿流体应用领域及实例
非牛顿流体流体极为普遍,如建筑材料中的沥青、水泥 浆;下水道中的污泥;食品工业中的奶油、蜂蜜和蛋白; 大多数油类和润滑脂;高聚物熔体和溶液以及人体中的血 液等都是非牛顿流体。所以非牛顿流体力学的理论,在许 多工业生产和应用科学领域中都有应用,如化工、轻工、 食品、石油、水利、建筑、冶金等等,它也涉及许多材料 制品的性质,加工和输送。非牛顿流体力学的研究对这些 工业的发展具有重大的现实意义。
p
2
u y y
zx
xz
( uz
x
ux z
)
pzz
p
2
uz z
应力与应变速度的关系式,反映了材料的力学性质,是由材
料本身的结构决定的。上式为不可压缩牛顿流体的本构方程,
非牛顿流体与牛顿流体相比,其粘度不是常数,是时变性速
度的函数,有时还是形变时间的函数,同时存在法向应力差。
般认为流动过程中体积不变,密度为常数。
说明:如果从原子与分子的规模来看,连续介质和均质性假 定不符合实际。但工程问题中所研究的是宏观力学性质,其 尺度和规模远比原子和分子的尺度和规模要大,因次这种假 定是完全许可的。
渗流力学_缩印版
proo oKdp B⎰一、概念1、折算压力及其公式和其实质:油藏中任一点的实测压力均与其埋藏深度有关,为了确切地表示地下的能量分布情况,必须把地层内各点的压力折算到同一水平面上,经折算后的压力称为折算压力,通常选取原始油水界面为折算平面。
折算压力在实质上代表了该点流体所具有的总的机械能。
公式:p ZM =p M +ρgΔD M 2、非活塞式水驱油方式: 由于油水粘度差、毛细管现象、油水重率差以及地层本身非均质性等因素的影响,水渗入到油区后,不可能把全部的石油都置换出去,而会出现一个油水同时混合流动的两相渗流区,这种驱油方式称为非活塞式的水驱油。
在非活塞式水驱油时,从供给边界到生产井排之间可以分为三个区,即纯水区、油水混合区和纯油区。
混合区逐渐扩大到生产井排。
3、气井绝对无阻流量及其二项式表达式,物理意义:天然气井在井底压力为1个大气压时 气井流量。
(AOF q A B=-表示气井的(最大)气井稳定试井时,按二项式处理试井资料,其流动方程为p e 2-p a 2=Aq sc +Bq 2sc4、导压系数定义式、单位及其物理意义:导压系数η=K/φμC t ; m 2·Pa/Pa·s,物理意义:表示压力波在地层中的传导能力,或单位时间内压力传播的面积。
5.井干扰现象及其实质:在油层中有许多井同时,其中任一口井工作制度的改变,如新井投产、事故停产或更换油嘴等等,必然会引起其它井的产量或井底压力发生变化,这种现象叫做井干扰现象。
其实质为地层中能量重新平衡(或压力重新分布)。
二、简答题1.单相弱可压缩液体不稳定渗流基本微分方程为,----该类型方程称为热传导型方程。
2.油气储集层是油气储集场所和油气运移通道,特点:储容性,渗透性,比表面大,结构复杂。
3.流体渗流中受到的力主要有粘滞力、岩石及流体的弹性力和毛细管力。
4.渗流力学是研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科。
5.油井不完善类型有打开程度不完善、打开性质不完善和双重不完善。
第五节 非牛顿型流体
3.宾汉塑性流体 宾汉塑性流体
不通过原点的直线 d
• 流体静止时具有三维结构 • 刚度足以抵抗一定的剪切力 , 有一定的屈服值 τ0 , 刚度足以抵抗一定的剪切力, 只有当剪应力超过屈服值τ0 后,才开始流动。 才开始流动。 如巧克力浆、干酪以及纸浆、牙膏、肥皂、污泥等。 如巧克力浆、干酪以及纸浆、牙膏、肥皂、污泥等。 填充无机盐或矿物质的填充聚氯乙烯塑料熔体。 填充无机盐或矿物质的填充聚氯乙烯塑料熔体。
通过原点的直线,斜率为粘度 通过原点的直线,斜率为粘度
牛顿型流体的粘度特征: 牛顿型流体的粘度特征: 特征
是流体的物理性质, 是流体的物理性质, 大小只与温度有关,与流动条件无关。 大小只与温度有关,与流动条件无关。 所有的气体、纯液体及简单的溶液大 所有的气体、纯液体及简单的溶液大
多是牛顿型流体, 多是牛顿型流体,
如稀糖液、食用油、 如稀糖液、食用油、酒、醋、酱油等。 酱油等。
非牛顿型流体
不遵循牛顿粘性定律 不遵循牛顿粘性定律
分子量极大的高分子物质的溶液或混合液, 如 分子量极大的高分子物质的溶液或混合液, 蛋白质或多糖类的溶液或悬浮物。 蛋白质或多糖类的溶液或悬浮物。
特征:没有确定的粘度值。 特征:没有确定的粘度值。 表观粘度:某点剪应力与剪切速率之 表观粘度:某点剪应力与剪切速率之比, 剪应力 流体的流动条件及 决定于流体的流动条件 流体的性质。 决定于流体的流动条件及流体的性质。
震凝性流体:搅动时粘性随时间而增大的流体, 震凝性流体:搅动时粘性随时间而增大的流体,
如石油工业中的一些钻探泥浆。 如石油工业中的一些钻探泥浆。
5.粘弹性流体 粘弹性流体
既有粘性又有弹性, 既有粘性又有弹性 , 应力去除后其变形能够部 分地恢复。 分地恢复。 如面团,受挤压通过小孔而成条状后,每条的 如面团,受挤压通过小孔而成条状后, 截面积可以略大于孔面积,即是变形的部分恢复。 截面积可以略大于孔面积,即是变形的部分恢复。
幂律流体在环形通道中的流动规律
幂律流体在环形通道中的流动规律0 前言在许多工程领域中经常会遇到非牛顿流体在环空中流动的情况,例如在石油工程中泥浆或钻井液在钻杆和套管间的流动,类似的例子在化学工程、生物食品工业和摩擦润滑中都会经常遇到。
按照非牛顿流体的分类,许多情况下都可将其看成是幂律流体。
幂律流体在这样的环空中的流动规律直接关系到具体工艺过程的效率、成本和质量。
因此研究幂律流体在环空中的流动规律有着非常重要的工程实际意义。
1 运动方程及求解假设不可压缩的幂律流体在如图1所示的同心环空中作轴向稳定等温的层流流动,R i为环形空间内径,R o 为环形空间外径,R λ为环形空间内最大速度所对应的半径。
图1 环空的几何结构这样幂律流体在环形空间的速度为:0==θu u r ()r u u z = (1)同时其偏应力张量为:0==θθz r T T ()γτ =rz T (2)式中()drr du =γ为剪切速率。
这样运动方程可以简化为:()01=--∂∂g dzdp rT r r rz ρ (3) 引入有效压力*p :gz p p ρ+=*(4)(3)式可以简化为:()01=-∂∂*dzdp rT r r rz (5) 定解条件为:0==i R r u 0==o R r u (6) 0==λR r drdu (7)将(5)式对r 积分,得到:rc dz dp r T rz 02+=* (8)根据(7)式,在λR r =处,剪切速率0=γ ,剪切应力也应为零,故由(8)式解得:dzdp R c *-=220λ (9)将(9)式代到(8)式有:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=*r R r dz dp T rz 221λ(10) (1)当λR r R i ≤≤时,0≥drdu,0≥rz T ,幂律流体的本构方程为: nrz dr du K T ⎪⎭⎫⎝⎛= (11)由(10)、(11)式可得:nr R r dz dp K dr du 1221⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=*λ (12) 将上式从i R 到r 积分并利用定解条件(6),可得λR r R i ≤≤时的速度分布:dr r R r dz dp K u nr R i 1221⎰⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=*λ (13) (2)当o R r R ≤≤λ时,0≤drdu,0≤rz T ,幂律流体的本构方程为: nrz dr du K T ⎪⎭⎫⎝⎛--= (14)由(10)、(11)式可得:nr r R dz dp K dr du1221⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=*λ (15)将上式从r 到o R 积分并利用定解条件(6),可得o R r R ≤≤λ时的速度分布:dr r rR dz dp K u nR ro 1221⎰⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=*λ(16) (13)式和(16)式即为幂律流体在环空中的速度分布。
《工程流体力学》第九章非牛顿流体的流动
2 w
2
2
0
(
w
)
p 4L p
(R r0 )2 (r r0 )2
当 r r0时,流核区的流速:
v0
p
4L p
(R
r0 )2
流动规律
2、流量:流核的流量+梯度区的流量
Q Q0 Q1
Q0
r02v0
r02
p
4L p
(R
r0 )2
《工程流体力学》
第九章 非牛顿流体的流动
主讲人:肖东
石油工程学院
9-1 基本概念
一、非牛顿流体的定义 二、非牛顿流体的分类 三、流变方程
基本概念
一、非牛顿流体概论 1.定义: 凡是应力和应变速度之间的关系不满足牛顿内 摩擦定律的流体称之非牛顿流体。
2.流变学:研究材料流动和变形的科学 固体流变学
所以: 0
p0 R 2L
这样,宾汉流体在圆管内流动的条件是:压差 p p0
流动规律
比较以上各式可得: 0 p0 r0 w p R
因
du dy
f ( ) 1 p
(
0)
由此可得:
1、速度分布
u R w
w 1
p
(
0 )d
r
2 p w
d 2
4
G sin
dL
0
而 G d 2 L
4
( p1 p2 )d d sin
4L
4
研究方法
当管路水平放置
( p1 p2 )d ( p1 p2 )R
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The constitutive equation for energy boundary layer inpower law non-Newtonian fluidsLiancun Zheng 1, Xinxin Zhang 21Department of Mathematics and Mechanics, University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083, China, e-mail: liancunzheng@2Mechanical Engineering School, University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083, China, e-mail: xxzhang@Abstract: A new energy boundary layer equation model for power law non-Newtonian fluids is established first time by assuming that the thermal diffusivity a is characterized as a power law function of temperature gradient. The Prandtl number is characterized by a relationship of velocity gradient, temperature gradient, and the power law index. Furthermore, a new similarity number are derived by supposing that the heat boundary layer equation existing similarity solution.Keywords: Power law fluids, heat transfer, similarity solution, nonlinear boundary value problem. AMS Subject Classification: 34B15, 76D101. IntroductionRecently, considerable attention has been devoted to the problem of how to predict the drag force behavior of non-Newtonian fluids. The main reason for this is probably that fluids(such as molten plastics, pulps, slurries, emulsions), which do not obey the Newtonian postulate that the stress tensor is directly proportional to the deformation tensor, are produced industrially in increasing quantities, and are therefore in some cases just as likely to be pumped in a plant as the more common Newtonian fluids. Understanding the nature of this force by mathematical modeling with a view to predicting the drag forces and the associated behavior of fluid flow has been the focus of considerable research work. In addition, the mathematical model considered in the present paper has significance in studying many problems of engineering [1-3, 6-16].2. Boundary Layer Governing EquationsWhen a fluid flows past a solid body at high Reynolds number , a thin viscous boundary layer is known to form at least along the forward portion of the solid surface. Historically, the boundary layer flow past a flat plate was first example considered by Blasius to illustrate the application of Prandtl’s boundary layer theory. Schowalter R [2] applied the boundary layer theory to power law pseu-doplastic fluids and developed the two-dimensional and three dimensional boundary layer equations for the momentum transfer. Acrivos and Shah [3] considered the momentum and heat transfer for a non-Newtonian fluids pastarbitrary external surfaces. Following the discussion by Schowalter and Acrivos, the similarity equation of momentum boundary layer has been known as0)('' )())'('')(''(1 =+−ηηηηf f f f n (1)Eqs.(1) has been used to describe the momentum transfer in power law fluids boundary layer for more than 40 years [2-20]. However, the similarity equation for thermal boundary layer has not been established up to now. This paper investigates the applicability of boundary layer theory for the flow of power law fluids.A special emphasis is given to the formulation of boundary layer equations, which provide similarity solutions.Consider a semi-infinite plate aligned with a uniform power law flow of constant speed U at uniform wall temperature. The laminar boundary layer equations expressing conservation of mass, momentum and energy should be written as follows: ∞∂∂∂∂U X V Y+=0 (2) YY U V X U U XY ∂∂=+τρ∂∂∂∂1 (3) (Y T a Y Y T V X T U ∂∂∂∂=+∂∂∂∂ (4)where the and axes are taken along and perpendicular to the plate, and V are the velocitycomponents parallel and normal to the plate, X Y U 1−∂∂=n YU γν(γ) is the kinematic viscosity, the thermal diffusivity may be defined as ρ/K =a 1−∂∂=n Y T ω0<n a with and as positive constant. The casecorresponds to a Newtonian fluid and the case is “power law” relation proposed as being descriptive of pseudo-plastic non-Newtonian fluids and n describes the dilatant fluid. The appropriate boundary conditions are:γω1<1>1=n ∞+∞======U U VU Y Y Y ,0 ,000 (5) ,0∞+∞====T T T T Y w Y (6)3. Nonlinear Boundary Value Problem.The dimensionless variables, the stream function ),( y x ψ, the similarity variable ηand the dimensionless temperature function are introduced as )(ηw [12-14], we arrive at the nonlinear boundary value problems of the form:0)('' )())'('')(''(1 =+−ηηηηf f f f n (7)1)(' ,0)0(' ,0)0(===+∞=ηηf f f (8)0)(')())'(')('(1=+−ηηηηw f N w w Zh n (9)1)( ,0)0(==+∞=ηηw w (10)Eqs.(7)-(10) are the similarity equations for both momentum and thermal boundary layer in non-Newtonian fluids. It is clearly that when , Eqs.(7)-(10) reduce to the Falkner-Skan’s equations for Newtonian fluid.1=n Where the similarity number definedas Zh N ω⋅−=∞∞Re )(N T T L U N W n Zh (11) Assuming the solution of Eqs.(7)-(10) possesses a positive second derivative in and ( it is closely related to boundary conditions). Defining the general Crocco variable transformation as:)(ηf ′′) ,0(∞+0)(=+∞′′f []nf tg )( )(η′′=,φ, (12) )()(ηw t =)('ηf t =where is the dimensionless tangential velocity, is the dimensionless shear force, φ is the dimensionless temperature. Substituting (12) into Eqs.(7)-(10) and applying the chain rule yield the following singular nonlinear boundary value problems:t )(t g )(t 10 , )()(1<<−=′′−t t tg t g n (13)0=(1) ,0)0(g g =′ (14)0)()())'())('((=′′+t g t N t g t zh n φφ (15)1)1( ,0)0(==φφ (16)The momentum equation and the energy equation are decoupled since the fluid is incompressible. As the positive solutions of Eqs.(13)-(14) is concerned, Zheng et al.[12-14] discussed some general cases of power law fluid boundary layer equations for . Sufficient conditions for existence, non-uniqueness, uniqueness and analyticity of positive solutions to the problems were established utilizing the perturbation and shooting techniques. It was shown that for special parameters of , Eqs.(13)-(14) have an analytical solution which may be represented by a power series for at t (i.e.,10≤<n )(t g n 0=∑∞==0)(!)0()(i i i t i g t g ) and converges at . 1=t The nonlinear differential equations (7)-(8)(momentum equation) and (9)-(10)(energy equation) are solved for the dependent variables and as a function of . Clearly, the nonlinear boundary value problems(7)-(8) are de-coupled and can be discussed firstly. The solutions then may be used immediately for solving the nonlinear boundary value problems (9)-(10).f w ηUtilizing the solutions of momentum equations (8)-(9), the solutions of energy equations (10)-(11) can be solved by a shooting technique. For all the results are qualitatively agree very well with that of the classical Blasius problems for Newtonian Fluids which have been discussed by many authors 1=n [1]. 4. ConclusionsThe new energy boundary layer model are developed which can be characterized by a power law relationship between shear stress and velocity gradient. A new similarity number are derived by supposing that the heat boundary layer equation existing similarity solution. The solutions may be presented numerically by using the standard Runge-Kutta formulas and a shooting technique and the associated transfer characteristics are discussed in detail.Acknowledgement: The work is supported by the National Natural Science Foundations of China ( No. 50476083).References[1] Schlichting H., Boundary Layer Theory, New York: McGraw-Hill, 1979.[2] Schowalter W. R., The Application of Boundary-Layer Theory to Power-Law Pseudoplastic Fluids:Similar Solutions, A.I.Ch.E.Journal, 1960, 6:24-28.[3] Acrivos A., M.J.Shah, and E.E.Petersen, Momentum and Heat Transfer in Laminar Boundary-LayerFlows of Non-Newtonian Fluids Past External Surfaces, A.I.Ch.E.Journal, 1960, 6:.312-317.[4] Callegari A. J. and Nachman A., Some singular, non-linear differential equations arising in boundarylayer theory, J. Math. Anal. Appl., 1978,46: 96-105.[5] Nachman A. and Callegari A., A Nonlinear Singular Boundary Value Problem in the Theory ofPseudoplastic Fluids, SIAM J.Appl. 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