流動(dòng)阻力和能量損失山科(參考版)
2025-05-02 13:48本頁面
【正文】 uuyrxnm a x/? ??????01層流流速分布 紊流流速分布 圓管紊流流速分布的另一種表達(dá)形式是 n 分之一定律 n 取值隨雷諾數(shù)增大而增大 ， 常用的是七分之一定律 ， 適用于雷諾數(shù)為 105 EXIT 。 大量的試驗(yàn)結(jié)果表明，具體的流速分布為 ???skyuEXIT 粗糙圓管流動(dòng)速度分布 注意 對(duì)相同流量下圓管層流和紊流流動(dòng)的斷面流速分布作一比較 ， 可以看出紊流流速分布比較均勻 ， 壁面流速梯度和切應(yīng)力較大 。 Cyvu x ?? ? ln??yvvu x ??? ?? ? yu1ln1 Cyvvu x ?? ?? ??1ln1 Cyu ?? ???EXIT 光滑圓管紊流斷面流速分布 管軸 紊流區(qū) 過渡區(qū) 粘性底層 y x ?? ?? yu?? ? yu 水力光滑和粗糙的概念與其說是圓管的屬性 ， 不如說是圓管流動(dòng)的屬性 。 ???sk????skskEXIT 五 . 流道壁面的類型 粗糙高度 ks為表征管壁粗糙程度的特征長(zhǎng)度。 70??eR 粗糙高度已進(jìn)入流速分布的對(duì)數(shù)區(qū) ， 連續(xù)的粘性底層已經(jīng)不存在 ， 為水力粗糙圓管流動(dòng) 。 鑒于壁面切應(yīng)力的重要性 ， 定義壁面切應(yīng)力與密度之比的開方為摩阻流速 。 在粘性底層 ，粘性應(yīng)力占主導(dǎo)地位 。 紊流流核區(qū) 過渡區(qū) 粘性底層 管軸 y x EXIT 四 . 紊流流動(dòng)的近壁特征 粘性底層 的名義厚度 EXIT 緊貼著物面 ， 脈動(dòng)流速受壁面制約趨于零 ， 其中的流動(dòng)為層流 。 類比于粘滯切應(yīng)力，將雷諾應(yīng)力寫成 則時(shí)均流動(dòng)的總切應(yīng)力 yu xtyx dd?? ??? ? yuyulyu xxxtyx dddddd 2 ???????? ???? ?????可見 ?t 不僅取決于流體的物理屬性，還與流動(dòng)本身有關(guān)。 EXIT 二 . 紊流附加應(yīng)力 三 . 紊流的半經(jīng)驗(yàn)理論 )sg n (1 yxx uyulu ??????yuyuluu xxyxyx dddd2??? ??????x y xul1 xy uu ???)sg n (1 yxy uyuClu ????? l 混合長(zhǎng)度 EXIT 混合長(zhǎng)度理論是最基本的一種尋求雷諾應(yīng)力與平均流速關(guān)系的半經(jīng)驗(yàn)理論 。 )3,2,1。 5— 4 圓管中的紊流流動(dòng) 統(tǒng)計(jì)平均的方法有多種：對(duì)時(shí)間 、 對(duì)空間 、 對(duì)集合都可以取平均 ， 在 “ 各態(tài)歷經(jīng) ” 假設(shè)成立的前提下 ， 一般采用時(shí)間平均法 在對(duì)瞬時(shí)量取平均時(shí)所取的時(shí)段 T 應(yīng)遠(yuǎn)大于脈動(dòng)量的振蕩周期 ， 遠(yuǎn)小于流動(dòng)涉及的時(shí)間域尺度 ， 只有這樣 ， 才能把平均量定義在空間和時(shí)間點(diǎn)上 。求 已知 水頭損失計(jì)算例????????? 紊流的基本特征是有一個(gè)在時(shí)間和空間上隨機(jī)分布的脈動(dòng)流場(chǎng)疊加到本為平滑和平穩(wěn)的流場(chǎng)上 。 2m a x 0() 4rpu u r RL?????22m a x213 2 8 24Q Q p d pu R uA L Ld? ????? ? ? ? ?r=0時(shí)有最大流速
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