学
1 第一章 流体力学基础 ——不可压缩粘性流体的流动 西安建筑科技大学 粉体工程研究所
1.6不可压缩粘性流体的流动 层流与湍流 边界层理论 不可压缩粘性流体的层流运动 不可压缩粘性流体的湍流运动 混合长度理论
2 1.6 不可压缩粘性流体的流动 •层流与湍流 •边界层理论 •不可压缩粘性流体的层流运动 •不可压缩粘性流体的湍流运动 •混合长度理论
层流与湍流 1883年,雷诺( Reynolds)观察直圆管中的水流 C口有色清毽 层流状态 K (b) 过渡状态 力 紊流状态
3 层流与湍流 1883年，雷诺（Reynolds）观察直圆管中的水流 层流状态 过渡状态 紊流状态
流体质点作有规则的运动,在运动过程中质点之间互 层流 不混杂,互不干扰。(流速慢) 湍流又称紊流。流体质点作无规则的运动,除沿流动方向 的主要流动外,还有附加的横向运动,导致运动过程 中质点间的混杂。(流速快) 雷诺试验表明:流体运动时有两个临界速度。(注意:都是平均 速度) —上临界速度,流速由慢变快,当uu时,层流变成 湍流; 下临界速度,流速由快变慢,当u<u时,湍流变成层流, 且ue 当u<u<u′时,为层流与湍流的过渡区
4 层 流 湍 流 流体质点作有规则的运动，在运动过程中质点之间互 不混杂，互不干扰 。（流速慢） 又称紊流。流体质点作无规则的运动，除沿流动方向 的主要流动外，还有附加的横向运动，导致运动过程 中质点间的混杂。（流速快） 雷诺试验表明：流体运动时有两个临界速度。（注意：都是平均 速度） •uc ′——上临界速度，流速由慢变快，当 u> uc ′时，层流变成 湍流； •Uc ——下临界速度，流速由快变慢，当u<uc时，湍流变成层流， 且uc ′>uc； 当uc<u<uc ′时，为层流与湍流的过渡区
流动状态主要取决于雷诺数的大小,Re数越大流动越容易处于湍 ●流状态。 Re plu 惯性力与粘性力之比 惯性力 粘性力 使流体中的扰动加剧 使流体中的扰动衰减 临界雷诺数层流过渡到湍流相应的雷诺数叫临界雷诺数Ree 当Re<Ree 为层流流动 当Re>Re 为湍流流动 当Re<Re<Re 为过渡状态 由实验结果,对光滑圆管的流动Re=2300
5 流动状态主要取决于雷诺数的大小，Re数越大流动越容易处于湍 流状态。 ρlu du du Re = = = 惯性力与粘性力之比 惯性力 使流体中的扰动加剧 粘性力 使流体中的扰动衰减 临界雷诺数 层流过渡到湍流相应的雷诺数叫临界雷诺数Rec 当Re<Rec 为层流流动 当Re>Rec ′ 为湍流流动 当Rec<Re<Rec ′ 为过渡状态 由实验结果，对光滑圆管的流动Rec =2300