化工原理流动3.ppt

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1、1.6.1流体流动的类型（1）雷诺实验1883年,英国物理学家OsboneReynolds作了如下实验。DBAC墨水流线玻璃管雷诺实验1.6流体流动阻力两种稳定的流动状态：层流、湍流。用红墨水观察管中水的流动状态(a)层流(b)过渡流(c)湍流湍流：主体做轴向运动，同时有径向脉动；特征：流体质点的脉动。层流：*流体质点做直线运动；*流体分层流动，层间不相混合、不碰撞；*流动阻力来源于层间粘性摩擦力。过渡流：不是独立流型（层流+湍流），流体处于不稳定状态（易发生流型转变）。（2）层流和湍流的特性（3）雷诺数①影响状态的因素：Re是量纲为一数群②圆形直管中Re≤2000稳定的层流Re≥4

2、000稳定的湍流2000＜Re＜4000不稳定的过渡流③雷诺数的物理意义流体流动中惯性力和粘性力的比值（1）剪应力分布1.6.2流体在圆管内的流动稳态流动:因为代入力平衡式：令整理得：——适用于层流或湍流剪应力分布τmax（2）速度分布①层流速度分布流体在圆管内分层流动示意图可见，层流流动的速度分布为一抛物线；壁面处速度最小0管中心处速度最大或Re≤2000uumaxd层流时流体在圆管中的速度分布因此动能校正因子：②湍流时的速度分布主要特征：质点的脉动瞬时速度=时均速度+脉动速度——涡流粘度，与流动状态有关。湍流时uOttC点A处流体质点的速度脉动曲线示意图较常见的情况，当Re处于1

3、.1×105~3.2×106之间时，指数此时动能校正因子获得方法：实测、经验公式umaxu/umaxReRemax1061051041031021070.90.80.70.60.5106105104103102107通常可取精确计算时，利用下图。横坐标：纵坐标：求平均流速的方法:①速度分布未知②速度分布已知湍流层流底层过渡层湍流主体uRe层流底层厚度b流体在光滑管内作湍流流动，且Re106时：虽然b很薄，但对传质传热过程都有重大影响。作业：P7712、15、