化工傳遞過程基礎(chǔ)2-全文預(yù)覽
【正文】 ： ???? ????uuyubb ???? 5,5????? ?????uuuyuym?????25530,30)(2 mbc R ??? ??? )(max ?????Runuu ?yRnuu ???? m a xnRyuu 1ma x)(? 二、光滑管中的平均速度和流動(dòng)阻力 根據(jù) Fanning摩擦系數(shù)的定義： 代入： 即為光滑管中 Fanning摩擦系數(shù) f 的半經(jīng)驗(yàn)公式，其它的有 Blasius方程式等，注意此處： )()(211022 ?????????????????????RunurdryunuRddrurRudAAuRAAb ??fufuuf sbbs 2222????????)(2 ??????Runufu ? )(1 ?fnf ??41?f 5/ ??fRe16?f 4/ ??f 三、粗糙管中的速度分布和流動(dòng)阻力 Nikurade對(duì)粗糙管（ e/d＞ 0）的流動(dòng)阻力進(jìn)行了研究，得出的結(jié)論是： 層流區(qū)： e/d對(duì)流動(dòng)阻力無影響； 過渡區(qū)： e/d對(duì)流動(dòng)阻力基本無關(guān)； 湍流區(qū)：從某一 Re開始， e/d對(duì)流動(dòng)阻力產(chǎn)生影響；甚至當(dāng) Re達(dá)到一定程度后，流動(dòng)阻力完全取決于 e/d而與 Re無關(guān)，因而將湍流區(qū)分為三種狀態(tài)。 假定混合長(zhǎng)足夠小，則： 若由下向上脈動(dòng)： ， 若由上向下脈動(dòng)： dyud xryx ??? ? )( _ ___ _ ___yx uu ???? ?xu??xu?2xu1x dyudluu xxx ?? 12dyudlu xx ??? dyudl xx ? 根據(jù)質(zhì)量守恒定律， y方向的脈動(dòng)必引起 x方向的脈動(dòng)，假定： 則： 故雷諾應(yīng)力 比較可得： 第四節(jié) 圓管中的穩(wěn)態(tài)湍流流動(dòng) （注：在以后的討論中將上下標(biāo)略去，表示一維流動(dòng)，速度均指時(shí)均速度） 一、通用速度分布方程式 （ x方向） xyxy uuuu ??????? ,22 )(dyudluu xxy ?????ryx?_ ___ _ ___yxuu ??? ?22 )(dyudl x??dyud x???dyudl x2?? 層流內(nèi)層 令： 常數(shù)，在 0～ y范圍內(nèi)積分： 采用無因次形式表達(dá)時(shí)， 令 稱為摩擦速度（ m/s） 分別稱為無因次速度、無因次距離。湍流時(shí)雷諾應(yīng)力較粘性應(yīng)力大得多。121_ ___ _ _21 ffffff ??xfxf????? 1_ _ __ _ _ __1yfyf????? 1_ _ ___ _ __1zfzf????? 1_ _ __ _ _ __10??????????????????????????????zuyuxu zyx 0_ ___ _ ___ ___ _ __ ___ _ __????????? zuyuxu zyx 0?????????zuyuxu zyx 對(duì)以應(yīng)力表示的運(yùn)動(dòng)微分方程式進(jìn)行雷諾轉(zhuǎn)換（ x方向）： 由于湍流時(shí)包括脈動(dòng)量，對(duì)兩側(cè)各項(xiàng)時(shí)均化，運(yùn)用法則（ 2）、（ 6）、（ 5）得： zyxXzuuyuuxuu zxyxxxxzxyxx ?????????????????? ????? )(0)( ????????? zuyuxuu zyxx?zyxXzuuyuxu zxyxxxxzxyx?????????????????? ????? ))()(( 2zyxXzuuyuuxu zxyxxxxzxyx?????????????????? ????? )(_ ___ _ ____ ___ _ ___ _ ___2zyxXzuuyuuxuzuuyuuxu zxyxxxxzxyxxzxyx???????????????????????????????? ?????? ))()(()(_ ___ _ ___ __ ___ _ ___ __ ___ _ __22 將含脈動(dòng)量的各項(xiàng)移到右側(cè)，展開左側(cè)第一項(xiàng)，得： 左側(cè)第一項(xiàng) 而且： 即為不可壓縮流體穩(wěn)態(tài)湍流時(shí)的時(shí)均運(yùn)動(dòng)方程式（ x方向） ，稱為雷諾方程式。 Reynold將瞬時(shí)速度等于時(shí)均速度與脈動(dòng)速度的方程代入到以應(yīng)力表示的運(yùn)動(dòng)微分方程式中，然后取時(shí)均值，導(dǎo)出相應(yīng)的湍流運(yùn)動(dòng)方程式，過程稱為雷諾轉(zhuǎn)換。 0 θ （ 1）時(shí)均量 取 0～ θ內(nèi) ux的時(shí)間平均值 ，稱為 時(shí)均速度 ： ????? 01 duuxx （ 2）脈動(dòng)量 實(shí)際速度和時(shí)均速度之差稱為 脈動(dòng)速度 （其值可正可負(fù)）： 且： （ 3）瞬時(shí)量 瞬時(shí)速度等于時(shí)均速度與脈動(dòng)速度之和。 旋渦的形成 （ 1） 流體具有粘性 ，相鄰流層間構(gòu)成力偶，是產(chǎn)生旋渦的基本因素； （ 2） 流層的波動(dòng) （或產(chǎn)生邊界層分離），在橫向壓力和剪應(yīng)力的雙重作用下導(dǎo)致了旋渦的形成。 第一節(jié) 湍流的特點(diǎn)、形成、表征 一、湍流的特點(diǎn) 湍流是在高 Re數(shù)下發(fā)生的流動(dòng)過程， 特點(diǎn) 流體向前流動(dòng)時(shí)伴隨不規(guī)則的脈動(dòng)，混合劇烈，流動(dòng)參數(shù)隨時(shí)發(fā)生變化。邊界層分離是形成旋渦的重要來源，旋渦導(dǎo)致形體阻力，為產(chǎn)生局部阻力的主要原因。 影響 流體流過曲面時(shí)，夾在主流和固體表面間的邊界層，在加速減壓階段，雖受到粘性力的作用而減小，但仍能向下游流動(dòng)；而在減速加壓階段，同時(shí)受到粘性力和逆向壓力的作用，緊貼壁面的流體速度迅速下降，當(dāng)?shù)竭_(dá) S點(diǎn)時(shí)所有的動(dòng)能耗盡，出現(xiàn) 停滯 。 流體沿平版壁面流動(dòng)時(shí)層流邊界層的近似解 （ 1） 速度分布 ：不可壓縮流體作穩(wěn)態(tài)二維流動(dòng)時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定層流邊界層內(nèi)速度分布與拋物線形狀相似，即： 其中系數(shù) ai由相應(yīng)的邊界條件確定，見 8789頁。 （采用 O代表數(shù)量級(jí)） （ 1）取 x為距離的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量級(jí)，用 O（ 1）表示，記 x=O（ 1）； （ 2）取 u0為速度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量級(jí)，用 O（ 1）表示，記 u0=O（ 1）及 ux=O（ 1） ； （ 3）取 δ的數(shù)量級(jí)為 O（ δ），記 δ=O（ δ）及 y=O（ δ） ； （ 4）由二維連續(xù)性方程式
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