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学习情境一 流体输送系统 流体流动型态 流体流动型态——现象 流体流动型态——现象 实验现象——阀门1/4开 流体流动型态——特点 钒钛化工基础 实验现象 实验现象——阀门1/2开 流体流动型态——现象 实验现象——阀门全开 流体流动型态——现象 层流： 流体质点沿管轴方向作直线运动，分层流动，又称滞流 湍流： 流体质点除沿轴线方向作主体流动外，还在各个方向有剧烈的随机运动，又称紊流 说明： 过渡状态不是一种独立的流动型态，介于层流与湍流之间。可以看成是不完全的湍流，或不稳定的层流，或者是两者交替出现，随外界条件而定，受流体流动干扰的控制。 1.流动类型的特点 雷诺准数Re 2.流体流动型态的定量判定 雷诺准数，无单位。 Re大小反映了流体的湍动程度，Re越大，流体流动湍动性越强。 计算时只要采用同一单位制下的单位，计算结果都相同。 流体流动型态——判断 定性判断 Re≤2000 层流(滞流) Re=2000～4000 过渡状态 Re≥4000 湍流 应该指出，在2000 Re 4000时，可能是层流，也可能是湍流，是一种不稳定的状态。在一般工程计算中，Re2000可作湍流处理。 定量判断 流体流动型态——判断 流体流动型态——应用 3.层流与湍流在圆管内的速度分布 层流时其速度分布曲线呈抛物线形。如图A所示。管壁处速度为零，管中心处速度最大。平均流速u＝0.5umax 湍流时其速度分布曲线呈不严格抛物线形。管中心附近速度分布较均匀，如图B所示，平均流速u＝0.82umax A B 4.湍流流体中的层流内层 层流内层：当管内流体做湍流流动时，管壁处的流速也为零，靠近管壁处的流体薄层速度很低，仍然保持层流流动，这个薄层称为层流内层。 层流内层的厚度随雷诺准数Re的增大而减薄，但不会消失。 层流内层的存在，对传热与传质过程都有很大的影响。 流体在管内作湍流流动时，横截面上沿径向分为层流内层、过渡层和湍流主体三部分。 流体流动型态—应用 Re≥ 4000 Re≤2000 判 据 碰撞和混合使速度平均化 u=0.82umax 壁面处uw=0,管中心umax 抛物线方程 u＝0.5ｕｍａｘ 壁面处uw=0,管中心umax 管内速度分布 不规则杂乱运动，质点碰撞和剧烈混合。脉动是湍流的基本特点 沿轴向作直线运动，不存在横向混合和质点碰撞 质点运动情况 湍（紊）流 滞（层）流 流 型 　两种流型的比较 流体流动型态——总结 A.动手计算判定流动型态 例：20℃的水在Φ57mm×3.5mm的钢管内流动，流速为2m/s。试判断流动形态。 B.实际操作观察流动型态（实验，写出实验报告） C.后续章节应用层流内层的观点解释现象（活学活用）。 流体流动型态——应用 现学现用 当非圆形管道时直径采用当量直径 钒钛化工基础