化工傳遞過程基礎(chǔ)培訓(xùn)課件-閱讀頁
2025-01-08 08:49本頁面
【正文】 ??? ?? 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(zhǎng)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。 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。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 。 形成邊界層分離的必要條件 流體具有粘性 ； 存在逆向壓力梯度 。 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。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。 其 基本特征是質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng) 。 二、湍流的形成 形成湍流具備的條件：① 旋渦的形成 ；② 旋渦的運(yùn)動(dòng) 。 － ＋ － ＋ － ＋ 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。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)。 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)）。但因湍流的本質(zhì)是質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng)，因此必須考慮脈動(dòng)。 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。239。在 y、 z方向可得到類似的方程式。即一個(gè)法向附加應(yīng)力 和兩個(gè)切向附加應(yīng)力 ， 稱為雷諾應(yīng)力或表觀應(yīng)力。 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。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)。 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，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)。 （ 1）水力光滑狀態(tài)： （ 2）過渡狀態(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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