二流体流动规律87课件.pptx

二、流体流动规律;主要内容;1、基本概念——流量与流速

;a.平均流速（简称流速）u

流体质点单位时间内在流动方向上所流过的距离，称为流速，以u表示，单位为m/s。

达式为：u=Vs/A

说明：流体在管截面上的速度分布规律较为复杂，工程上为计算方便起见，流体的流速通常指整个管截面上的平均流速，式中，A——垂直于流动方向的管截面积，m2。

;流量与流速关系表;2.流体流动分类——非定态流动与定态流动;3.流动类型——雷诺准数;（1）雷诺实验

为了直接观察流体流动时内部质点的运动情况及各种因素对流动状况的影响，雷诺进行了实验。;（1）雷诺实验;流体流动形态有两种截然不同的类型，一种是滞流（或层流）；另一种为湍流（或紊流）。两种流型在内部质点的运动方式，流动速度分布规律和流动阻力产生的原因都有所不同，但其根本的区别还在于质点运动方式的不同。

滞流：流体质点很有秩序地分层顺着轴线平行流动，不产生流体质点的宏观混合。

湍流：流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。

;雷诺准数

的定义;*在生产操作条件下，常将Re＞3000的情况按湍流考虑。

*Re的大小不仅是作为层流与湍流的判据，而且在很多地方都要用到它。不过使用时要注意单位统一。另外，还要注意d，有时是直径，有时是别的特征长度。;流型;25℃水在φ60×3mm的管道中流动，流量为20m3/h，若5℃时水密度为996.95㎏/m3，粘度为0.903×10-3Pa*s，试判断流型。

解:25℃水物性:密度为996.95㎏/m3，粘度为0.903×10-3Pa*s;(1)流体在管道截面上的速度分布规律因流型而异

a.滞流时的速度分布

实验都已证明，滞流时的速度沿管径按抛物线的规律分布，如图所示。截面上各点速度的平均值等于管中心处最大速度umax的0.5倍。

;b.湍流时的速度分布

湍流时流体质点的运动情况比较复杂，目前还不能完全采用理论方法得出湍流时的速度分布规律。经实验测定，湍流时圆管内的速度分布曲线如图1-19(b）所示。速度分布比较均匀，速度分布曲线不再是严格的抛物线。;平板上的流动边界层发展;内摩擦??一流体层由于粘性的作用使与其相邻的流体层减速

边界层：受内摩擦影响而产生速度梯度的区域（?）u=0.99u0

边界层发展：边界层厚度?随流动距离增加而增加

流动充分发展：边界层不再改变，管内流动状态也维持不变

充分发展的管内流型属层流还是湍流取决于汇合点处边界层内的流动属层流还是湍流