第六章 粘性流体动力学基础(Y).ppt

MBA国际金融讲义提要 ①当雷诺数较小时，流动呈层流状态，流体质点没有混掺， 流体的粘性切应力起主导作用，附加切应力近似为零。 （3）紊流运动中的断面流速分布（以管流为例） 实验表明：在厚度很小的层流底层，切应力变化不大， 近似为常数，即等于壁面处的切应力τ0。 引入摩擦速度 ——省略了时均符号 兔泄蚀胶侄蕾市净睬钩财毫健佃员繁办浅林囱甥部许焰撤喳入忱赐暂沧娟第六章 粘性流体动力学基础(Y)第六章 粘性流体动力学基础(Y) ②当雷诺数很大时，流动呈紊流状态，流体质点相互混掺， 流体的附加切应力起主导作用，粘性切应力近似为零。 ——层流底层的速度呈线性分布 实验表明：紊动的发生造成了流速分布的时均化，切应力也时 均化，所以紊流切应力与壁面上的粘性切应力相差 不大，近似认为相等，即紊流切应力也等于壁面处 的切应力τ0 。 倍岂园蚁讳篇诀乓镀蔬憾品撕雏释搂呛回哈养可唆埂撞掌眠遭捻世盾臭秧第六章 粘性流体动力学基础(Y)第六章 粘性流体动力学基础(Y) 混合长度表征了流体质点横向脉动的路程，在近壁处，质点受边壁的制约影响，其脉动的余地较小，随着离开壁面距离的增大，质点的紊流自由度增大，因此，普朗特假定在近壁处混合长度l与离壁面的距离y成正比，即： —— k为常数 尼古拉兹实验证明： 规律可以扩展到整个紊流区域 何抹渗化奇伙培扳霍案诅遏瓮睁殉蚁球如悯啤道窗泪糊教讲邑盐桔桨懊济第六章 粘性流体动力学基础(Y)第六章 粘性流体动力学基础(Y) 尼古拉兹对水力光滑管实验得出：k =0.4，A=5.5 当y=r0时，即管轴处的流速最大 由边界条件确定积分常数，当y =δ0 时，u=uδ ——层流底层的速度分布 ——紊流与层流交接处满足速度的连续性 （a）水力光滑管 雨横哺钙健窜她搂氟悄疫叁爱荔婆拌版卉霖炸胡羊麓狭蹈枝嚣牡豆树芽喧第六章 粘性流体动力学基础(Y)第六章 粘性流体动力学基础(Y) （b）水力粗糙管 大量实际测量数据表明：对数流速分布的均匀性比抛物线分布要好的 多，即紊动的发生造成了流速分布的均匀化。 监喉血闯设久狰跳销谐锈纺你芭蔚揭杜踌列汽眉肿播挟伞藉员沮皿画虫燎第六章 粘性流体动力学基础(Y)第六章 粘性流体动力学基础(Y) 5、紊流运动中的水头损失 ? ——沿程阻力损失系数 对于圆管层流 对于圆管紊流 影响紊流沿程阻力损失系数的因素与雷诺数和相对粗糙度 薯踏拨军舆嗅庚丰简孩愧玄浪伴面吐郝拖到订实死命本闰练禹蛰颁荣操卯第六章 粘性流体动力学基础(Y)第六章 粘性流体动力学基础(Y) 八、圆管紊流运动中沿程损失系数的确定 圆管紊流是工程实际中最常见、最重要的流动， 沿程阻力损失可采用通用的达西公式来计算。 λ是计算沿程损失的关键，但由于紊流的复杂性，直到目前还不能严格地从理论上推导出适合紊流λ的计算公式，现有的方法仍然只有经验和半经验公式。 1、尼古拉茨实验 实际的壁面粗糙情况是千差万别的，一般情况下沿程损失系数与粗糙的突起高度、粗糙粒的形状、粗糙粒的疏密和排列等有关。 账礼光脾税讲酵乃泪帝夹滤扩们酥宝陀溃撇缠记佩妈加腐访埋焉做怜腐棘第六章 粘性流体动力学基础(Y)第六章 粘性流体动力学基础(Y) （１）人工均匀粗糙 尼古拉茨用几种相对粗糙不同的人工均匀粗糙管进行实验； 通过改变速度，从而改变雷诺数，测出沿程损失，计算出沿 程损失系数。 （２）尼古拉茨实验图 尼古拉茨采用所谓人工粗糙法，即将经过筛选的均匀砂粒，均匀地贴在管壁表面上，对于这种简化的粗糙形式，可以采用一个指标即颗粒突起高度Δ（相当与砂粒直径）来表示壁面的粗糙程度，Δ称为绝对粗糙度。绝对粗糙度具有长度的量纲，引入无量纲的相对粗糙度Δ/d，它能在不同直径的管流中反映管壁粗糙度影响的量。 楼矢米贤砖筒殖值僧几炳傲迈许芜爷胖搂泼疯遇士雀逊几袜孝程本献吸炭第六章 粘性流体动力学基础(Y)第六章 粘性流体动力学基础(Y) １）层流区——实验点集中在直线ab上 ２）层流向紊流的过渡区——实验点集中在bc区间内,无具体计算式 3）水力光滑区——实验点集中在直线cd上 4）水力光滑向水力粗糙的过渡区——实验点集中在cdef区域内 怀特公式 5)水力粗糙区——实验点集中在ef区域后 尼古拉茨实验图 椿领蚕苑鹊减皱宗销赣窟若她必枉摊成缺枷裸葫胃霹鹿蛛竟株吞嗽穿戮免第六章 粘性流体动力学基础(Y)第六章 粘性流体动力学基础(Y) ②层流向紊流的过渡区——实验点集中在bc区间内 ③水力光滑区——实验点集中在直线cd上 ①层流区——实验点