加,操作费增加,应综合考虑算出管径之后,圆整,重 新算流速u。
注意:这里定义的是截面上的平均流速,而非点速度
ws = ρVs = uAρ = GA
选管?
四、定态与非定态流动 (P40)
定态
T ρ u p…=f (x,y,z)
仅与空间坐标有关 与空间和时间都有关
非定态 T ρ u p…=f (x,y,z,θ)
计算:
进口段长度:
层流:
x0
d
0.0575Re
湍流:
x0
d
Hale Waihona Puke 40 ~ 50Re 越大,湍动程度越高,层流内层厚度越薄。
讨论_continued
流体进入圆管后在入口处形成边界层,随着流体向前流动,边界 层厚度逐渐增加,直至一段距离(进口段)后,边界层在管中心 汇合,占据整个管截面,其厚度不变,等于圆管的半径,管内各 截面速度分布曲线形状也保持不变,此为完全发展了的流动。 对于管流, 只在进口段内才有边界层内外之分。在边界层汇合处, 若边界层内流动是层流,则以后的管内流动为层流;若在汇合之 前边界层内的流动已经发展成湍流,则以后的管内流动为湍流。
边界层分离的必要条件:
流体具有粘性;
流动过程中存在逆压梯度。
边界层分离的后果: 产生大量旋涡; 造成较大的能量损失。
减小或避免边界层分离的措施:调解流速,选择适宜 的流速,改变固体的形体。
如汽车、飞机、桥墩都是流线型。
3
边界层的分离
A点:驻点(u=0)动能转化为 静压能,P最大,迫使流体改变 方向,绕柱而行
A---B:面积减小,u↑,P↓(一部 分静压能转化为动能,一部分 克服摩擦阻力而消耗掉) B: u最大,P最小 B----C 面积增大,u↓,P↑(动能一 部分转化为静压能,另一部分 克服阻力而消耗) C: u=0, P最大。由于惯性,后 继来的高压液体离开壁面,形 成分离,C点的下游形成空白区。 CC′以下:边界层脱离固体壁面, 而后倒流回来,形成涡流,出 现边界层分离。