流体力学层流紊流ppt课件.pptx

1,上讲复习：流体力学,研究,现象,水力学,5层流紊流及能量损失,2,推测,求证,疑问,规律,实验测量理论分析数值仿真,研究对象,能量损失,以不可压缩流体的管流为主,卧式水泵及其管路,5层流紊流及能量损失,3,能量损失,5层流紊流及能量损失,4,能量损失,5层流紊流及能量损失,5,研究内容,能量损失,粘性流动的规律与能量损失,5层流紊流及能量损失,6,5-1 层流与紊流的概念,5-2 均匀流的沿程损失,5-4 紊流流动的特征,5-5 紊流的沿程损失,5-6 流动的局部损失,5-3 圆管中的层流流动,5-7 边界层与绕流阻力,5层流紊流及能量损失,7,三种流态：层流、过渡流及紊流,一、雷诺实验,特点：层流流体质点分层无波动运动，法向无掺混，有序 过渡流流体质点分层有波动运动，有序紊流掺混运动，无序（拟序）,观察到,流动的三种形态,5-1层流紊流及能量损失：层流及紊流,8,两种损失：沿程阻力（损失）、局部阻力（损失）,5-1层流紊流及能量损失：层流及紊流,9,（1）ab段，层流，直线斜率为1,二、流态判别,（2）ef段，紊流，直线斜率1.752.0,（3）bce段，过渡区，不稳定,取决于初始条件与外界扰动大小,下临界速度,上临界速度,1、流态变化线,5-1层流紊流及能量损失：层流及紊流,10,2、雷诺数,实验发现：临界速度大小与管径和流体的运动粘度有关,（1）上临界雷诺数,（2）下临界雷诺数,（3）临界雷诺数是常数,雷诺数,5-1层流紊流及能量损失：层流及紊流,11,3、圆管流态判断,过渡流或紊流,4、非圆管流态判断,（2）湿周断面上固体边界与流体接触的周长，,（1）特征量描述运动的某一属性、相对独立的量。 例如管流的平均流速和管径、缝隙流里的平均流速和 缝隙高度。,（3）水力半径,（4）当量直径,湿周,5-1层流紊流及能量损失：层流及紊流,12,5、非圆管雷诺数ReH,5-1层流紊流及能量损失：层流及紊流,13,层流：粘性力起主导作用,三、紊流的成因,紊流：惯性力起主导作用,发生条件：1、有初始扰动2、粘性对质点运动的束缚降低,5-1层流紊流及能量损失：层流及紊流,14,5-1层流紊流及能量损失：层流及紊流,15,5-1层流紊流及能量损失：层流及紊流,直壁热边界层及翅片流Ra=109,16,一、沿程损失与切应力的关系均匀流方程,5-2层流紊流及能量损失：均匀流沿程损失,17,均匀流基本方程推导,伯诺里方程,水力坡度,5-2层流紊流及能量损失：均匀流沿程损失,18,是水力半径，不是管半径！,均匀流基本方程,如果是圆管均匀流，会怎样？,5-2层流紊流及能量损失：均匀流沿程损失,19,二、沿程损失的通用公式,5-2层流紊流及能量损失：均匀流沿程损失,20,达西公式,由量纲和谐原理得,！将沿程损失hf的计算转化为如何确定沿程阻力系数的问题。,实验研究表明,分层流、紊流两种情况讨论,5-2层流紊流及能量损失：均匀流沿程损失,21,重点： 湿周、水力直径、雷诺数 均匀流切应力方程、达西公式 圆管层流能量损失规律,作业习题： T5-1 ,T5-2, T5-5,5层流紊流及能量损失,22,