化工傳遞過程基礎(chǔ)培訓(xùn)課件-wenkub.com
2024-12-27 08:49 本頁面
【正文】 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)混合長的學(xué)說，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)過渡區(qū)。 在 x方向 的雷諾應(yīng)力， 總的時(shí)均應(yīng)力 可表示為： rzxzxtzxxzrzxryxyxtyxyxryxrxxxxtxxxrxxuuuuu????????????????????????????????_ __ _ _ __2___ ____2xu?? ?_ ___ _ ____ ___ _ ___zxyx uuuu ?????? ?? 而在三維流動(dòng)時(shí)，諸雷諾應(yīng)力的應(yīng)力矩陣表示為： 由上面看出，一般 雷諾應(yīng)力前均加一個(gè)負(fù)號(hào) ，為什么？ 分析獲得 ： 在層流內(nèi)層，僅粘性應(yīng)力起作用，雷諾應(yīng)力不存在； 在湍流區(qū)，主要雷諾應(yīng)力起作用，粘性應(yīng)力很?。? 在過渡層，粘性應(yīng)力和雷諾應(yīng)力同時(shí)起作用。在 y、 z方向可得到類似的方程式。 一、 Reynold方程式 時(shí)均值的有關(guān)運(yùn)算法則： 設(shè) f1 和 f2 代表湍流運(yùn)動(dòng) 時(shí)的兩個(gè)物理量，而且： 則有： （ 1） （ 2） （ 3） （ 4） 111 fff ??? 222 fff ???11 ff ? 21___ ___ _ ___ _ _21 ffff ??21_ _ ___ _ _21 ffff ?0_ ___ _1 ??f （ 5） （ 6） 對(duì)不可壓縮流體的連續(xù)性方程式進(jìn)行雷諾轉(zhuǎn)換 ( 6）： 即湍流時(shí)的時(shí)均速度仍然滿足連續(xù)性方程式。 區(qū)別： 瞬時(shí)量 指某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)參數(shù)的真實(shí)值； 時(shí)均量 指某時(shí)段內(nèi)瞬時(shí)量的平均值；脈動(dòng)量 指某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)參數(shù)的真實(shí)值與時(shí)均值的差值（可正可負(fù)）。 － ＋ － ＋ － ＋ 旋渦的運(yùn)動(dòng) 由于旋渦的形成，使附近流層的速度分布改變， 產(chǎn)生了壓力差，促使旋渦脫離原來的流層進(jìn)入鄰近 的流層，各流層間旋渦的不斷交換形成了旋渦。 其 基本特征是質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng) 。 應(yīng)用 用于計(jì)算局部阻力，工程上為減小阻力采取相應(yīng)措施。但后面的流體繼續(xù)流動(dòng)，在慣性力的作用下，使 邊界層流體脫離了固體壁面 ，該現(xiàn)象 稱為邊界層分離 。 ????????????ssyxyxxyuyudyyu??????????????? )0(])()[( 0022sxx dyuuudxd ?? ? ??? )(00iniix yau ???0 設(shè)速度分布方程式為： 根據(jù)邊界條件：① ② ③ ④ 得層流邊界層內(nèi)速度分布方程式： 32 dycybyau x ???? 0,0,0 ???? auyx00,0,0 22???????? cyuuuy xyx30, ??? dbuuy x ???? 0,30 ??????? ??? dbyuuuy xx?32 0ub ?302 ?ud ?? 30)(21)(23 ?? yyuu x ?? （ 2） 邊界層厚度 ：將邊界層內(nèi)速度分布方程代入 Karman邊界層動(dòng)量方程式中 當(dāng) x=0 時(shí)， δ=0，故 c1 =0 sxx dxdudyyyyyudxddyuuudxd ?????????????????? ?? 28039)2231)(223()(20333302000 ??????? 23)2323( 0023000 uyuudydu yyxs ???? ??????2328039 020 udxdu ? dxud 013140???? ?10 cux ?? ??? 0 ??? xxux?? （ 3） 曳力系數(shù) CD：設(shè)平壁寬度 b，長度 L，流體受到的總阻力為： 其它情況下的速度分布、邊界層厚度、曳力系數(shù)見表 42中。 （ 1）尋找變量 通過相似變換 用無因次變量代替 x、 y： 22yuyuuxuu xxyxx ??????????0?????? yuxu yxyux ??? ?xu y ???? ?33222yyxyxy ????????????? ???????xuyyx??0),( ?xuf???0)( ? 過程：①通過因次分析，引入變量 經(jīng)分析 以質(zhì)量
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