化工傳遞過(guò)程基礎(chǔ)培訓(xùn)課件-資料下載頁(yè)
2024-12-29 08:49本頁(yè)面
【正文】 渦流粘度與 Plandtl混合長(zhǎng) 一、湍流應(yīng)力 1877年 Boussinesq提出假設(shè)，類(lèi)似于粘性應(yīng)力，雷諾應(yīng)力可表示為： 二、 Plandtl混合長(zhǎng) 1925年， Plandtl據(jù)層流和湍流之間動(dòng)量傳遞機(jī)理 的類(lèi)似性，將分子動(dòng)量傳遞過(guò)程中平均自由程的概念 用于湍流，提出了混合長(zhǎng)的假設(shè)。即： 脈動(dòng)過(guò)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(chēng) 混合長(zhǎng)。 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(wú)因次形式表達(dá)時(shí)， 令 稱(chēng)為摩擦速度（ m/s） 分別稱(chēng)為無(wú)因次速度、無(wú)因次距離。 因而： 即為 層流內(nèi)層 通 用速度分布方程 式 ： ??? dydus ??? yu s???yuu s ??? ???????? ?? yuyuuu ,???????????????yuyyuuusss?? ? yu 湍流中心 Plandtl根據(jù)混合長(zhǎng)的學(xué)說(shuō)，假設(shè)： 常數(shù)；在管徑范圍內(nèi) 因此： 積分： 即為 湍流中心 通用速度分布方程式 ： 22 )(dydul?? ??? S?? Kyl ? dyduKyudyduKydyduyK ss ?????,)(,)( 2222????CnyuKu ?? ? ?1 211 1111 CnyKCunKyunKCnyKuu ??????? ???? ???? ??21 CnyKu ?? ?? ? Nikurade采用實(shí)驗(yàn)方法在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上對(duì)上述關(guān)系進(jìn)行了描繪，得到： 所以： 由實(shí)驗(yàn)結(jié)果（圖 59）可看到，當(dāng) 與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合； 當(dāng) 也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合；但當(dāng) 時(shí)兩式均不適 用，其原因是存在一個(gè)過(guò)渡區(qū)。 Karmen等建議在 Re=4000～ 3202300范圍內(nèi)，將 光滑管中的流動(dòng)劃分為三個(gè)區(qū)域： （ 1）層流區(qū)： （ 2）過(guò)渡區(qū)： （ 3）湍流區(qū)： , 2 ?? CK ?? ?? nyu ???? ?? yuy 5 ??? ??? nyuy ?305 ?? ?y??? ??? yuy 50 ??? ??? nyuy ? ???? ??? nyuy ? 由此可以得到： （ 1）層流內(nèi)層厚度： 過(guò)渡區(qū)厚度： 湍流中心厚度： （ 2）圓管中心流速 或者： ???? ????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(wú)影響； 過(guò)渡區(qū)： e/d對(duì)流動(dòng)阻力基本無(wú)關(guān)； 湍流區(qū)：從某一 Re開(kāi)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(wú)關(guān)，因而將湍流區(qū)分為三種狀態(tài)。 （ 1）水力光滑狀態(tài)： （ 2）過(guò)渡狀態(tài)： （ 3）完全粗糙狀態(tài)： (Re),50 ffeu ????? )(Re,705 deffeu ????? )Re(21?? ??? deg? ?????? ??? ? 3116 )Re10200 00(1005 de?)(,70 deffdeu ??? 1 ??ednf 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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