第4章层流流动及湍流流动.ppt

第四章 层流流动及湍流流动;重点掌握内容： 流体在圆管中的层流运动、 流体在平板间的层流运动、 流体在圆管中的湍流运动、沿程阻力系数值的确定、局部阻力。 一般掌握内容：流动状态及阻力分类 难 点：流体在圆管中的湍流运动;第一节 流动状态及阻力分类;层流：流体质点作有规则的运动，在运动过程中质点之间互不混杂，互不干扰 。（流速慢）如国庆大阅兵。;粘性大的流体流动时，摩擦阻力也大，流体质点的混乱运动要难； 管壁是限制流体混乱运动自由的，当流通截面越小，限制作用越大，因而流体质点的运动不易混乱。 ;二 流动状态判别准则——雷诺数(Reynolds number) 在实验的基础上，雷诺提出了确定两种状态相互转变的条件，雷诺准数Re：;;在不同的条件下，流体质点的运动情况可表现为两种不同的状态，一种是流体质点作有规则的运动，在运动过程中质点之间互不混杂，互不干扰，即层流运动；另一种是流体质点的运动非常混乱，即紊流流动。 ;雷诺数的一般形式为： ;设水及空气分别在内径d=80㎜的管中流过，两者的平均流速相同，均为W=0.3m/s，已知水及空气的动力粘度各为μ水=0.0015kg/m.s，μ空气=17×10-6 kg/m.s又知水及空气的密度各为ρ水=1000kg/m3,ρ空气=1.293kg/m3，试判断两种流体的流动状态。;三．流动阻力分类;第二节 流体在圆管中的层流运动;由图可知： ;积分后得： ;二. 平均流速与流量;三. 管中层流沿程损失的达西公式; 在流体力学中，常用速度头;例子:见教材page52[例4-2];第三节 流体在平行平板间的层流运动;又因为速度v与X轴方向一致,故有;;二．应用举例; 此时边界条件：;(2)水头损失 ;可得： ;第四节 流体在圆管中的湍流运动;二、紊流运动要素的时均化 紊流的分析方法——统计时均法。如图所示。观测时间足够长，可得出各运动参量对时间的平均值，故称为时均值，如时均速度、时均压强。;湍流的速度时均化原则:;三、 紊流核心与层流边层; 任何管道，其壁面总是凸凹不平的，如图所示。;五. 圆管紊流中的水头损失;第五节 沿程阻力系数的确定;;2.莫迪图; 例 长度l=1000m，内径d=200mm的普通镀锌钢管，用来输送粘性系数v=0.355cm/s的重油，测得其流量Q=38l/s，求其沿程阻力损失。;4.验算;