流体流动现象
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1.1 流动类型
1.2 雷诺数凡是几个有内在联系的物理量按无量纲条件组合起来的数群,称为准数或无量纲数群。Re为反映流体流动状态的量纲为1数群。当惯性力较大时,Re数较大;当黏滞力较大时,Re数较小。
对于流体在直管内的流动:
当Re≤2000时属于层流;
当Re≥4000时属湍流;
当Re=2000~4000时,属不稳定的过渡流。
工程上Re>3000时按照湍流处理。
1.3 不同流型流体流动特点
(1)层流的特点
流体在管内作层流流动时,其质点沿管轴作有规则的平行运动,各质点互不碰撞,互不混合。
(2)湍流的特点
①质点的脉动。
②湍流的流动阻力远远大于层流。
③由于质点的高频脉动与混合,使得在与流动垂直的方向上流体的速度分布较层流均匀。
2、湍流和层流的本质区别讨论与分析
2.1 流体在圆管内层流流动的速度分布
设流体在半径为R的水平直管段内作层流流动,取流体元:长为l、半径为r。
流体在圆管内作层流流动时的速度分布表达式ur与r的关系为抛物线方程。
2.2 流体在圆管内湍流流动的速度分布
湍流时,流体质点的运动情况比较复杂,目前还不能完全采用理论方法得出湍流时的速度分布规律。
无论湍动程度多大,在管壁上都存在一层薄薄的层流底层,湍动程度越大,层流底层的厚度越小;层流底层和湍流主体的质点运动方式完全不同,传热方式和传质方式不同。

