流體力學(xué)9講--文庫吧在線文庫
【正文】 運(yùn)動(dòng)的?；? 設(shè) f—— 某流動(dòng)要素的瞬時(shí)分量 —— 脈動(dòng)分量； f?—— 時(shí)均分量； f則實(shí)際紊流瞬時(shí)分量為時(shí)均量與脈動(dòng)量的疊加： （ 520） fff ???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?；?，在時(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。 還可以用下式計(jì)算： 0??? u?? （ 523） 摩阻流速 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） 1 紊流特征 —— 紊流的近壁特征 （ 524） ??0??u是反映邊壁切應(yīng)力大小的流速尺度，稱為 摩阻流速 。 上一講推出了 均勻流基本方程 Rlgh f ?? 0?（ 54） RJ?? ?0又將量綱分析結(jié)果 引入，推出了均勻總流沿程水頭（能量）損失與阻力系數(shù)的關(guān)系： 20 8 V??? ?gVRlhf 242??達(dá)西公式 （ 58） 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 達(dá)西公式 適用于層流，也適用于紊流，但層流與紊流的沿程阻力系數(shù) 是不一樣的，與雷諾數(shù)及壁面粗糙度有關(guān) ?)( R e, skf??對于 層流 Re64?? （ 519） 表明沿程阻力系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān) 對于 紊流 ， 的表達(dá)式要復(fù)雜得多。 根據(jù)工業(yè)管道紊流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，又繪制了與尼古拉茲實(shí)驗(yàn)相似的阻力分區(qū)圖 —— Moody圖 。 ?n mR ?對于 、 的流動(dòng)區(qū)域，曼寧公式適用性較好。 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） 2 紊流的沿程損失 例題： 2） P155—— 例 56 混凝土護(hù)面的梯形渠道，底寬 b=6m， 水深 h=2m， 兩岸邊坡坡度為 1： 1，曼寧系數(shù) n=， 若水流在阻力平方區(qū)，水力坡度 J=， 求渠道流量。謝才公式中單位需要用 m、 s、 t 制 計(jì)算明渠流動(dòng)，不需要判別流態(tài)和流區(qū)，用曼寧公式或巴氏公式計(jì)算系數(shù) C（ 由兩公式的應(yīng)用范圍選用） ，由謝才公式計(jì)算能量損失、斷面流速、和由流量公式計(jì)算流量等。 ?—— 工業(yè)管流沿程損失系數(shù) 相應(yīng)地，有 工業(yè)管道的流區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)： 水力光滑區(qū)： 0??sk ?? ?? ?uk s或 紊流過渡區(qū)： 0?? ? sk ??? ?? ?uk s或 紊流粗糙區(qū)： 0??sk ?? ?? ?uk s或 （ 534） （ 535） （ 536） Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） 2 紊流的沿程損失 —— 明渠流沿程損失 對于明渠流的沿程損失也有大量的實(shí)驗(yàn)研究 ， 曾得出了與尼古拉茲實(shí)驗(yàn)類似的結(jié)果 。 實(shí)驗(yàn)按流態(tài)和紊流管壁粗糙度分區(qū)得出不同區(qū)的沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系。 根據(jù)壁面粗糙度與粘性底層厚度的相對大小，可將流道壁面分成 3類： 水力光滑（管）壁面 水力粗糙（管）壁面 過渡粗糙（管）壁面 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 Ⅰ 水力光滑（管）壁面 Ⅱ 水力粗糙（管）壁面 Ⅲ 過渡粗糙（管）壁面 Re較小，層流底層較厚，或粗糙度較小，使得 sk??0?如圖 ，這
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