雷诺准数.ppt

作业( 80) ]2000 Re ., [ 10 .22 ] ,02 .02/) [ )(151 .2126?????????????????????最后验证间列、在截面流流动, 提示:设毛细管内为层) ( 运动粘度( 提示:缝隙 BE cb s m y uudy du const d mm dD NdL dy du AF?????????题思考题写出具体的积分过程 15 1 ) ( 40 1 21 06 .12 11 817 .0 2)1( 2 . 230 33 33 max 2 0 7 1 max 0???????????????????? Eq pg rdr uAu dA uAu u u R rdr R ru A rdr uA dA uuR A R R A?????雷诺准数 R e= du ρ/μ(无因次数群,推导) R e≤2000 稳定的层流≥4000 湍流 2000~4000 过渡区( 生产操作中, R e>3000 ,可视作湍流) R e= du ρ/μ=R e= du /υ=R e= dG /μ = ρu 2/(μu/ d)→惯性力/粘性力对流动量传递/分子动量传递当惯性力占主导地位时, R e较大,湍流程度大; 当粘滞力占主导地位时, R e较小,将抑制流体的流动。流体流动的类型---层流及湍流 1、雷诺试验 1883 年, 英国物理学家 Osbone Reynolds 作了如下实验。 D B A C 墨水流线玻璃管雷诺实验 2、雷诺试验现象两种稳定的流动状态: 层流、湍流用红墨水观察管中水的流动状态(a)层流(b)过渡流(c)湍流湍流: 主体做轴向运动,同时有径向脉动特征:流体质点的脉动层流: *流体质点做直线运动*流体分层流动,层间不相混合、不碰撞*流动阻力来源于层间粘性摩擦力过渡流:不是独立流型(层流+湍流), 流体处于不稳定状态(易发生流型转变) 生产中,一般避免过渡流型下操作。 3、实验分析???dG du?? Re 000 3 ReTML LT M L MT LLdu???????(1)影响状态的因素: d , u , ρ,η Re 是无因次数群: (2)圆形直管中 Re ≤2000 稳定的层流 Re ≥4000 稳定的湍流 2000 < Re <4000 不稳定的过渡流 :R e≤2000 稳定的层流 R e≥4000 湍流特征(质点的运动方式不同) 层流:流体沿管轴作有规则的平行线状流动, 各质点互不碰撞,互不混合。湍流:总体轴向流动+径向随机波动。质点作不规则的杂乱运动,并相互碰撞,产生大大小小的旋涡。湍流质点的横向脉动和时均化:在湍动流体中,质点不断相互混杂(旋涡---能直接观测到),从而发生动量交换,使得各个质点的运动速度不论在大小和方向上都随时而变。瞬时速度的变化虽不规则,但又都围绕某一个平均值波动,这种现象称为“速度的脉动”,湍流流体的其它许多物理量,如: 压强,传热时的温度,传质时的浓度也同样有脉动现象。横向脉动大大加强了动量,质量和热量的传递。( 整体上为稳定的流动,任一点,不稳定) 流体在圆管内的速度分布及平均速度不同层流:抛物线分布, u=u max[1-(r/R) 2] 湍流: 由于质点强烈混合,截面上靠管中心部分各点速度彼此扯平,速度分布较均匀,靠管壁处, u较小,有一个滞流流动的薄层--- 滞流内层。u/u max=f(R e)=f(R emax ) pg62 流体在直管内的阻力损失不同层流: 符合牛顿粘性定律,阻力来自流体本身粘性引起的内摩擦。湍流: 流体质点的剧烈脉动,碰撞和动量交换,产生了附加阻力--湍流应力。涡流粘度,不是物性,不可测,单位与μ同层流和湍流的区别 dy du )(??????湍流