化工傳遞過程基礎(chǔ)培訓(xùn)課件-免費(fèi)閱讀
【正文】 即： 脈動(dòng)過程流體 微團(tuán)保持原 x方向時(shí)均流速（動(dòng)量）不變時(shí)的脈動(dòng)垂直 距離 ，稱 混合長(zhǎng)。239。用測(cè)速儀 測(cè)出某段時(shí)間內(nèi)流體 瞬時(shí)速度 ux隨時(shí)間變化關(guān)系如圖， ux隨時(shí)間雖變化頻繁，但總是圍繞“平均值”在波動(dòng)。研究湍流的內(nèi)容是：導(dǎo)致發(fā)生原因，特征，流動(dòng)規(guī)律。 現(xiàn)象分析 流體流過平行置于流場(chǎng)中的薄平板時(shí)，沿流動(dòng)方向邊界層外的速度、壓力保持不變，即 dp/dx=0；但當(dāng)流過曲面時(shí)，邊界層外的流速、壓力沿流動(dòng)方向發(fā)生不斷變化，由 Benulii方程式： 結(jié)論 對(duì)邊界層外的 加速 過程，邊界層內(nèi)外為 減壓 過程，壓力梯度為負(fù)；而對(duì)邊界層外的 減速 過程，邊界層內(nèi)外均為 加壓 過程，壓力梯度為正。 因此對(duì)式中各項(xiàng)進(jìn)行數(shù)量級(jí)分析，使方程式簡(jiǎn)化。 發(fā)展 ：邊界層在一定距離內(nèi)變化，然后趨于穩(wěn)定?；鬟f過程基礎(chǔ) 第五章 邊界層流動(dòng) N— S方程式反映了流體流動(dòng)規(guī)律，但其解只在某些特殊情況下才能獲得，對(duì)很小 Re的爬流結(jié)果正確，而對(duì) Re很大的勢(shì)流導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果，對(duì)此 1904年P(guān)randtl提出邊界層學(xué)說后才得以解釋。 0?uux 在發(fā)展過程，邊界層內(nèi)的流動(dòng)可能由層流轉(zhuǎn)化為湍流，即由層流邊界層轉(zhuǎn)為湍流邊界層，但在靠近壁面處仍然存在一層層流內(nèi)層。 （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 知： （ 5）其余數(shù)量級(jí)： 0?????? yuxu yx )1(Oxu x ??? )1(Oyu y ?? )(?Ou y ? )1(?yu x?? )1(222?Oyu x ???)(22?Oxu y ??? )1(22?Oyu y ???)1(22Oxu x ??? )(?Oxy ??? 根據(jù)以上討論，對(duì) Naver— Stokes方程式中各項(xiàng)數(shù)量級(jí)之間的關(guān)系標(biāo)注為： （ 1）（ 1）（ δ）（ 1/δ） （ 1） （ δ2） （ 1） （ 1/δ2） 由于： 因此方程式簡(jiǎn)化為： 同理： （ 1）（ δ） （ δ）（ 1） （ δ） （ δ2）（ δ） （ 1/δ） 由此數(shù)量級(jí)分析可得到的結(jié)論是： ①第二個(gè)方程式與第一個(gè)方程式相比，可以略去； ② )(1 2222yuxuxpyuuxuu xxxyxx ??????????????????2222yuxu xx??????221yuxpyuuxuxxyxx ?????????????? )(12222yuxuypyuuxuu yyyyyx ??????????????????0)( ???? ?Oyp dxdpxp ??? 0?dxdp 因此根據(jù)數(shù)量級(jí)分析得出的 Prandtl邊界層方程式為： 以及連續(xù)性方程式 ： 滿足的邊界條件：① y =0 ， ux = 0 ， uy = 0 ； ② y =∞（ δ）， ux = u0 Prandtl邊界層方程式的數(shù)學(xué)解 將 代入到邊界層方程式得： Blasuis采用相似變換法將其轉(zhuǎn)變?yōu)槌Ｎ⒎址匠?，進(jìn)行積分求解。 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 。 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。 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。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
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