氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)chapter-文庫(kù)吧
2025-01-05 07:48 本頁(yè)面
【正文】 V VT? ? ? ? ? ??T0（ ）對(duì)于流場(chǎng)中的壓強(qiáng)、密度、溫 度等都可以將其瞬時(shí)值表示為 時(shí)均值與脈動(dòng)值之代數(shù)和。 （ 410） （ 49） 引入湍流時(shí)均值的概念之后，對(duì)湍流的一切概念都是從時(shí)均值的意義上定義的，從而簡(jiǎn)化了一些湍流問(wèn)題的處理。 湍流度 :湍流流動(dòng)的隨機(jī)性質(zhì)，在工程中常采用湍流度的概念。 湍流度用 表示，則 ?39。2VV? ?（ 411） 普通風(fēng)洞， 湍流度小于 1% 。 準(zhǔn)定常湍流：時(shí)均值不隨時(shí)間變化的湍流。 類(lèi)似層流，主要研究湍流流動(dòng)的速度分布；沿程損失；但湍流流動(dòng)要復(fù)雜得多。 二、壁面湍流及其結(jié)構(gòu) ? 壁面湍流：受壁面限制的湍流為壁面湍流 ? 自由湍流：不受壁面限制的湍流為自由湍流 ? 壁面湍流的結(jié)構(gòu)： 粘性底層：很簿， 根據(jù)理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 粘性底層的厚度表示為： 過(guò)渡區(qū)：速度分布無(wú)規(guī)律， 湍流核心區(qū)：不受壁面影響 3 2 .8LedR? ??壁面湍流的結(jié)構(gòu) 粘性底層 V 過(guò)渡區(qū) 光滑管、粗糙管與絕對(duì)粗糙度 當(dāng) 時(shí)，壁面粗糙度對(duì)核心紊流不產(chǎn)生影響， 此狀態(tài)下的管道稱(chēng)為 水力光滑管 。 L? ??當(dāng) 時(shí)，壁面粗糙度對(duì)核心紊流有影響， 此狀態(tài)下的管道稱(chēng)為 水力粗糙管 。 L? ??絕對(duì)粗糙度 三、湍流的速度分布 （一）、粘性底層速度分布 d V Vd y y? ? ??? 20*V? ? ???記 0*()V???***V V yV yVv????所以有： 可見(jiàn)粘性底層的速度分布為線性分布。這實(shí)際上是 層流速度拋物線分布規(guī)律在粘性底層中近似處理。 （二）過(guò)渡區(qū)的速度分布 對(duì)于過(guò)渡區(qū)的速度分布還沒(méi)有找到一個(gè)合適的速度分布規(guī)律，工程上按湍流分布計(jì)算。 lt???（三）湍流核心區(qū)的速度分布 對(duì)數(shù)速度分布規(guī)律 冪次方速度分布規(guī)律 3. 光滑圓管中湍流的最大速度和平均速度 4. 水力粗糙管中的速度分布 普朗特采用與分子自由程相比擬的方法，提出流體質(zhì)點(diǎn) 湍流運(yùn)動(dòng)的 又 ** ( 5. 75 l g 5. 5 )VyVV v??對(duì)于光滑管，試驗(yàn)知 ， 。則有： t?22()tdVldy???2t 0 * ( ~ ) ~ ~t l t V? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?其中 為流體微團(tuán)的混合長(zhǎng)度。 l ky?*dV dyV ky?故 39。*1 lnV yCVk??**1 ln yVV CV k v??令 39。*1 ln vCC kV?? ? ?水力光滑管 工程上常采用試驗(yàn)歸納成指數(shù)公式 ,即冪次方分布規(guī)律 1/10m ax 0()nVyVr?n與 Re有關(guān) Re n 34 10? 10? 62 10?1/6 1/7 1/1017m a x 0()VyVr?1 / 7n ? 時(shí) 勃拉休斯提出的七分之一方 速度分布規(guī)律 工程上近似計(jì)算可一直用到管壁。 y0r 根據(jù)光滑管對(duì)數(shù)分布規(guī)律， 當(dāng) 時(shí) 經(jīng)實(shí)驗(yàn)修正后， max :V0yr? maxVV?*0m a x * ( 5. 75 l g 5. 5 )VrVVv??:V000m a x *22002 ( )3 .7 5rvV r y d yqV V Vrr????? ? ? ??m a x *4 .0 7V V V??m a x~VV0* m a xm a xV ( 1 4 .0 7 ) , 0 .8 ~ 0 .8 58 8 VV V V? ???? ? ? ? ? ?? 用七分之一方速度分布（下標(biāo) t示湍流 , 示層流） m a x( ) 0. 81 7tVV ?m a x( ) 0. 5lVV ?而層流 V ∞層流湍流?l * ( 5. 75 l g 8. 5 )yVV???**1 ln yVV CV k v??39。*1 ln vCCkV??m a x *3 .7 5V V V??與光滑管相同 ? 粘性底層 ? 過(guò)渡區(qū) ? 壁面湍流分區(qū)及速度分布 u+ y+ (四 )湍流的沿程損失 （一）水力光滑管 m a x *3 .7 5V V V??*0m a x * ( 5. 75 l g 5. 5 )VrVVv??0* 8VV? ????1 2 l g R e 0 . 8?? ??經(jīng)修正 用 1/7次方速度分布得 布拉休斯公式： 5Re 10?*0* ( 5. 75 l g 1. 75 )VrVVv??1 2 . 0 3 l g R e 0 . 9 1?? ??0. 25 16 4Re? ?5R e 5 0 0 0 ~ 1 0?（二）水力粗糙管的沿程損失系數(shù) 20( 2 l g 1. 68 )r? ????20( 2 l g 1. 74 )r? ????例題分析 6230 0 , 3. 0 / , / 0. 00 2 , 30 5 ,0. 9 10 /d m m V m s d l mms?
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