传输原理教案-(第4章)-流体.

1第四章流体的紊流流动p75第一篇：动量传输（1）金属热态成形中会遇到大量紊流流动现象。例如：金属液在铸型浇铸系统流动；加热炉的炉气；流化床中气体流动；管道中的气体、液体输送。（2）紊流（湍流）状态中，质点进行的是极不规则的流动，速度的大小和方向都随时间变化，因此紊流实际上是非稳定流动。（3）紊流很难从数学方面建立动量通量与局部速度梯度之间的关系，目前的紊流流动参数关系式都是半经验公式。24.1紊流流动特征4.1.1紊流流动中的三个区(1)层流底层区：是紊流流场中的特殊位置层。位于流场的边缘与紧贴固体壁面处，非常薄，其厚度与流场中主流的紊流强度有关。★形成原因：壁面的限制、液体的附着力的作用而形成。★层流底层区特点：流体为层流流动，速度梯度很大，流动完全取决于粘性力，紊流的影响忽略不计。层流底层区的流动能量的损失很大，主要是因为粘性切应力。★流场层流底层的厚度计算：公式（4-1）（4-2），属于半经验公式。(2)紊流核心区：位于核心区。该区域流体流速分布比较均匀。流体粘性阻力小，附加的脉动切应力起主导作用。(3)过渡区：位于层流底层区与紊流核心区之间。第一篇：动量传输第四章流体的紊流流动34.1.2紊流流动参数的“时均值”和“脉动值”（P75）脉动现象：紊流的流场中，任一点的瞬时速度、压力、温度等都有着随机性质的变化。但是，这样的变化在足够长的时间之内，始终是围绕着一个平均值上下波着的。速度、压力都有这种性质，这个现象称为脉动现象。时均化原则：基于脉动现象，可以设法定义一个“平均值”来分析紊流问题。这就是时均化原则。第一篇：动量传输第四章流体的紊流流动4在一个足够长的时间段内，以平均速度流经一个微小有效断面ΔA的流体体积，应等于在同一时间段内以真实速度v流经同一ΔA的流体体积，即：tAdtvtAv0tvdtt01同样地，'vvv瞬时速度脉动速度tpdttp01称为“时均压力”——时间平均速度（时均速度）v第一篇：动量传输第四章流体的紊流流动5时均几何意义：脉动值可以理解成一个随机的微扰，它的时均值（数学期望）应该是零，但是其均方（二阶矩）不为零。第一篇：动量传输第四章流体的紊流流动64.2管道内的紊流流动1.水力光滑管和水力粗糙管绝对粗糙度概念－管壁凸出高度Δ。层流底层厚度δ’δ’Δ，水力光滑管（流动阻力主要由流体粘性决定）δ’Δ，水力粗糙管（流动阻力受管道影响很大）注意：水力光滑管和水力粗糙管是相对的概念。第一篇：动量传输第四章流体的紊流流动