1.3 流体流动-流体阻力的计算.ppt

化工原理
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基础知识
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流体静力学
流体流动的类型
第一章流体流动
主要内容
3
流体动力学
5
流体流动阻力的计算
6
管路计算
7
流量测量
流体流动的类型
雷诺实验
为了直接观察流体流动的类型及各种因素对流动状况的影响,英国著名科学家雷诺(Reynolds)于1883年首先作了一个如图所示的实验,揭示了流体流动的两种截然不同的流动型态,故称此实验为雷诺实验。
当水的流速较小时,玻璃管水流中出现一条稳定而明显的染色直线。表明流体质点沿管轴作直线运动,即流体分层流动,且各层流体以不同的速度向前运动,把这种流型称为层流或滞流;
水的流速逐渐加大到一定程度后,染色细线开始弯曲并出现波浪形。表明流体质点不但沿管轴向前运动,而且开始有径向运动。当水流速度增大到某一临界值时,染色细线完全消失,与水流主体完全混成均匀的颜色。表明流体质点在总体上沿管路向前运动外,还有各个方向上的随机运动,把这种流型称为湍流或紊流。
尽管湍流在流速快的部分有很强的径向混合,但在靠近壁的地方,流体流速很慢(原因是什么?) ,在壁面上的流体则流速为0,这一部分流体层面很薄,常被称为层流底层(层流内层)。
层流底层与湍流层交界部分称为过渡区。
边界层及边界层脱体
边界层如何形成
在层流中:
层流边界层
边界层界限
湍流边界层
层流内层(层流底层)
圆管入口边界层的发展
边界层的分离(脱体)现象:自学
入口段
流型的判据──雷诺数
如何知道流型是层流还是湍流?
雷诺发现,除了流体的流速可引起流动型态的转变外,还有管径和流体的粘度、密度。在大量实验的基础上,雷诺把这些影响流型的因素组合成一个无因次的数群,此数群称为雷诺准数(简称雷诺数),以符号 Re 表示
什么是无因次?
单位: m
单位: m/s
单位: kg/m3
单位: kg/(ms)