流體力學(xué)9講--wenkub
2022-10-23 18:40:47 本頁面
【正文】 ???由（ 520），計(jì)算脈動(dòng)分量在時(shí)段 T的時(shí)間平均： 0111 000 ?????? ??? ffdtfTf dtTdtfT TTT （ 521） Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） 1 紊流特征 —— 紊流運(yùn)動(dòng)的?；? 采用時(shí)間平均值進(jìn)行?；螅跁r(shí)間平均的意義上，恒定流動(dòng)是指流動(dòng)要素的時(shí)均量是恒定的。 但在一般的流體工程中，瞬時(shí)值與平均值的差（脈動(dòng)量）可以忽略不計(jì)。 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） 1 紊流特征 —— 紊流運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性 t t t u v p 0 0 0 任一空間點(diǎn)的流動(dòng)要素都具有這樣隨時(shí)間脈動(dòng)的特點(diǎn)，因此可以看出紊流區(qū)域宏觀上的脈動(dòng)。 5 由動(dòng)量方程計(jì)算受力問題 ，要標(biāo)明（ 1）應(yīng)用動(dòng)量方程的兩個(gè)斷面；（ 2）標(biāo)明坐標(biāo)；（ 3）標(biāo)明力的方向，說明所求力的方向 流體力學(xué) 第五章 層流、紊流及其能量損失 （ 2） Beijing Jiaotong University Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） 1 紊流特征 2 紊流的沿程損失 紊流運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性 紊流運(yùn)動(dòng)的?；? 紊流流動(dòng)的近壁特征 流道壁面類型 流動(dòng)分區(qū)與沿程阻力系數(shù) 管流的沿程損失 明渠流的沿程損失 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） 紊 流 特 征 紊流運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性 紊流運(yùn)動(dòng)的?；? 紊流流動(dòng)的近壁特征 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） 1 紊流特征 —— 紊流運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性 t t t u v p 0 0 0 雷諾實(shí)驗(yàn)表明： 紊流運(yùn)動(dòng)的基本特征是在運(yùn)動(dòng)過程中流體質(zhì)點(diǎn)不斷地相互摻混，產(chǎn)生渦體。 盡管實(shí)驗(yàn)控制流量不隨時(shí)間改變（恒定流），但是相互摻混使得流區(qū)內(nèi)各點(diǎn)的流速、壓強(qiáng)等運(yùn)動(dòng)要素在空間、時(shí)間上均具有隨機(jī)性質(zhì)的脈動(dòng)，如圖為某一固定點(diǎn)的流動(dòng)要素瞬時(shí)值示意圖。 從實(shí)驗(yàn)觀測(cè)看出，雖然流動(dòng)要素的瞬時(shí)值具有隨機(jī)脈動(dòng)性，但長(zhǎng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)看出，它是在某一平均值（如圖中虛線所示）的上下脈動(dòng)，即瞬時(shí)值的長(zhǎng)時(shí)間平均值是一個(gè)固定值。 由于紊流的各流動(dòng)要素存在時(shí)間平均值這樣一種規(guī)律， 采用時(shí)間平均值作為紊流運(yùn)動(dòng)要素的描述 便成為工程設(shè)計(jì)和研究中廣泛采用的方法。 如紊流中流速的時(shí)均分量 和 如果不隨時(shí)間變化，則流動(dòng)是恒定的。 受邊壁的約束，流體質(zhì)點(diǎn)在邊壁上流速為零，近壁區(qū)域的薄層內(nèi)流速梯度較大，粘性切應(yīng)力起主要作用，該層稱為 粘性底層 ，該層內(nèi)流態(tài)為層流，因此又稱為 層流底層 。 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） 紊 流 的沿程損失 明渠流的沿程損失 流道壁面類型 流動(dòng)分區(qū)與沿程阻力系數(shù) 工業(yè)管流的沿程損失系數(shù) Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） —— 流道壁面類型 2 紊流的沿程損失 固體邊界壁面總不是絕對(duì)光滑的，突出于壁面的高度（ 特征高度 ）稱為 絕對(duì)粗糙度 ，以 表示。 Re較大，層流底層較薄，或粗糙度較大，使得 sk??0?幾乎不存在層流底層，這時(shí)邊壁對(duì)水流的阻力主要是粗糙度，而粘性切應(yīng)力幾乎不起作用。有了上述關(guān)于紊流特征的基礎(chǔ)，現(xiàn)在可以討論紊流沿程阻力系數(shù)的表達(dá)式。 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） —— 流動(dòng)分區(qū)與沿程阻力系數(shù) 2 紊流的沿程損失
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