3.层流和瑞流的比较流体内部质点的运动方式层流:流体沿管轴作有规则的平行线状流动,各质点互不碰撞,互不混合,又称滞流。瑞流:总体轴向流动+径向随机波动。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,也称紊流。在瑞动流体中,质点不断相互混杂(旋涡---能直接观测到),使得各个质点的运动速度不论在大小和方向上都随时而变
3.层流和湍流的比较 流体内部质点的运动方式 层流:流体沿管轴作有规则的平行线状流动,各质点互不 碰撞,互不混合,又称滞流。 湍流:总体轴向流动+径向随机波动。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,也称紊流。在湍动 流体中,质点不断相互混杂(旋涡-能直接观测到),使得各 个质点的运动速度不论在大小和方向上都随时而变
脉动如果测定管内某一点流速在x方向随时间的变化,可得如图所示的波形此波形表明在时间间隔内,该点的瞬时流速u总在平均值上下波动。6u,deu;AJe由图1-16可知:u, =u, +u,u一瞬时速度,表示在某时刻,管道截面上任一点的真实速度,m/su一脉动速度,表示在同一时刻,管道截面上任一点的瞬时速度与时均速度的差值,m/s
脉动 如果测定管内某一点流速在x方向 随时间的变化,可得如图所示的波形。 此波形表明在θ时间间隔内,该点的 瞬时流速ui总在平均值上下波动。 2 1 1 ui uid 由图1-16可知: u u u i i i = + ui ’ -瞬时速度,表示在某时刻,管道截面上任一点的真实速度, m/s ui -脉动速度,表示在同一时刻,管道截面上任一点i的瞬时速 度与时均速度的差值,m/s
瞬时速度的变化虽不规则,但又都伟绕某一个平均值波动,这种现象称为“速度的脉动”,瑞流流体的其它许多物理量,如:压强,传热时的温度,传质时的浓度也同样有脉动现象。横向脉动大大加强了动量,质量和热量的传递。(整体上为稳定的流动,任一点,不稳定)。一一一瑞流质点的横向脉动和时均化层流和瑞流的本质区别:是否存在速度、压强的脉动性
瞬时速度的变化虽不规则,但又都围绕某一个平均值波动, 这种现象称为“速度的脉动”,湍流流体的其它许多物理量, 如:压强,传热时的温度,传质时的浓度也同样有脉动现象。 横向脉动大大加强了动量,质量和热量的传递。(整体上为稳 定的流动,任一点,不稳定)。 ---湍流质点的横向脉动和时均化 层流和湍流的本质区别: 是否存在速度、压强的脉动性
4、流体在圆管内流动时的速度分布1)圆形管道中流体层流流动模型流体的内摩擦力:运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力。又称为粘滞力或粘性摩擦力
1)圆形管道中流体层流流动模型 流体的内摩擦力:运动着的流体内部相邻两流体层间的作 用力。又称为粘滞力或粘性摩擦力。 4、流体在圆管内流动时的速度分布
2)流体在圆管内层流流动时的速度分布图1-26直管阻力通式的推导设流体在半径为R的水平直管段内作层流流动,于管轴心处取一半径为r、长度为的流体柱作为分析对象流体柱上的推动力:(P, - P2)元r2 =△p元r2
2)流体在圆管内层流流动时的速度分布 设流体在半径为R的水平直管段内作层流流动,于管轴心处 取一半径为r、长度为l的流体柱作为分析对象。 2 2 1 2 ( p − p )r = pr 流体柱上的推动力: