动量-热量-质量传输原理 3 层流流动及湍流流动.pdfVIP

1 3. 层流流动 湍流流动 3. 层流流动及湍流流动 2 3.1 流体的流动状态 ? 3.1.1 雷诺试验 层流（滞流）：流体质点沿着轴线方向作直线运动，不具 有径向的速度，即与周围的流体间无宏观的碰撞和混合。 湍流（紊流）：流体质点在管内作不规则的杂乱运动，并 相互碰撞，产生大大小小的旋涡。流体质点除沿轴线方 向作主体流动外，还存在径向运动。 层流 湍流 湍流状态与层流状态相比，分子扩散的速率要高105~106倍 3. 层流流动及湍流流动 3 雷诺实验 流体流动型态示意图 雷诺实验装置 3. 层流流动及湍流流动 流型判别的依据——雷诺准数 4 流体的流动状况是由多方面因素决定的流速u 能引起流 动状况改变,而且管径d、流体的粘度μ和密度ρ也影响 着流体的流动状态。 r v 2 动力 雷诺准数 lvρ ? ? 的定义 Re ? m v 黏性力 μ l 雷诺准数 的因次 Re准数是一个无因次数群。组成此数群的各物理量,必须用一致的单位 表示。因此,无论采用何种单位制,只要数群中各物理量的单位一致,所 算出的Re值必相等。 3. 层流流动及湍流流动 流型的判定 5 流型的 根据Re雷诺准数数值来分析判断流型。 判定 对直管内的流动而言： Re≤2300 层流区 2300 Re 4000 过渡区 Re≥ 4000 湍流区 注意 ? *在生产操作条件下，常将Re＞2000的情况按湍 事项 流考虑。 * Re 的大小不仅是作为层流与湍流的判据，而且 在很多地方都要用到它。不过使用时要注意单位 统一。另外，要注意d，有时是直径，有时是当 量长度。 3. 层流流动及湍流流动 6 3.1.2 层流流动 rvl vd Re ? ? m η 层流 湍流 ? 小Re ? 大Re ? 流体运动看上去规则， ? 流体运动看起来极 各部分好像是分层流动 不规则 ? 质点的迹线或流场的流 ?脉动与旋涡 线光滑 ?物理理解很不清楚 ?物理理解清楚 3. 层流流动及湍流流动