福州大学化工原理电子教案流体流动 14流体流动的内部结构 本节的目的时为了了解流体流动的内部结构以便为阻力损失计算打下基础。 141流体的形态 (1)两种流型—一层流和湍流 (2)流型的判据一一雷诺数Re 142淄流的基本特征 (1)时均速度与脉动速度 (2)淄流的强度和尺寸般了解(自学,滋流时流体质总体上沿轴向运动,但在径向上 还有脉动,流体质点彼此间碰撞剧烈,阻力损失比大的多,τ也大的多 (3)湍流粘度 层流时r=如m,式中是指分子粘度,反映了分子引力和分子运动造成的动量传递 湍流时,动量传递不仅起因于分子运动,且来源于流体质点的横向脉动,故τ不服从牛顿粘性定律,如仍 希望用其形式,则 (+) 式中:μ——湍流粘度,不是流体的物理性,是表示速度脉动的一个特征,与流场即流体质点的位置有关 无法试验测定或理论计算,上式好看不好用。 14.3边界层及边界层脱体(分离) (1)边界层 ①流体在平板上流动是的边界层 ②管流时的边界层 (2)湍流时的层流内层和过渡层 不管是平板上的流动还是管内流动,若流体主体为湍流,都可分为以下几个区域: 湍流区(远离壁面的湍流核心):μ>μ,流体质点的脉动剧烈,流动充分显示其湍流特征 层流内层(靠近壁面附近一层很薄的流体层):4<<μ,主要由分子运动造成动量传递,可以忽略 湍流粘度的影响。 过渡层(在湍流区和层流区之间):≈4,流体质点的脉动和分子运动对流动都有影响 为简化起见,常忽略过渡层,将湍流动分为湍流核心和层流内层两部分。层流内层一般很薄,其厚度 随Re的增大而减小。在湍流核心内,径向的传递过程因速的的脉动而大大强化。而在层流内层中,径向 的传递只能依赖于分子运动。因此,层流内层成为传递过程主要阻力之所在。举传热的例子 (3)边界层的分离现象。 144圆管内流体运动的数学描述 (1)流体的力平衡 左端面的力:F1=丌FP1 右端面的力:F2=xrp2 外表面的剪切力:F=2r 圆柱体的重力:F=mr1/pg福州大学化工原理电子教案 流体流动 - 1 - 1.4 流体流动的内部结构 本节的目的时为了了解流体流动的内部结构以便为阻力损失计算打下基础。 1.4.1 流体的形态 （1）两种流型——层流和湍流 （2）流型的判据——雷诺数 Re 1.4.2 湍流的基本特征    （1）时均速度与脉动速度 （2）湍流的强度和尺寸 一般了解（自学），湍流时流体质点总体上沿轴向运动，但在径向上 还有脉动，流体质点彼此间碰撞剧烈，阻力损失比大的多，  也大的多。 （3）湍流粘度 层流时 dy du  =  ，式中  是指分子粘度，反映了分子引力和分子运动造成的动量传递 湍流时，动量传递不仅起因于分子运动，且来源于流体质点的横向脉动，故  不服从牛顿粘性定律，如仍 希望用其形式，则： ' x d ( ) d u y    = + 式中： '  ——湍流粘度，不是流体的物理性，是表示速度脉动的一个特征，与流场即流体质点的位置有关， 无法试验测定或理论计算，上式好看不好用。 1.4.3 边界层及边界层脱体（分离） （1）边界层 ① 流体在平板上流动是的边界层 ② 管流时的边界层 （2）湍流时的层流内层和过渡层 不管是平板上的流动还是管内流动，若流体主体为湍流，都可分为以下几个区域： 湍流区（远离壁面的湍流核心）：    ' ，流体质点的脉动剧烈，流动充分显示其湍流特征。 层流内层（靠近壁面附近一层很薄的流体层）：    ' ，主要由分子运动造成动量传递，可以忽略 湍流粘度的影响。 过渡层（在湍流区和层流区之间）：    ' ，流体质点的脉动和分子运动对流动都有影响。 为简化起见，常忽略过渡层，将湍流动分为湍流核心和层流内层两部分。层流内层一般很薄，其厚度 随 Re 的增大而减小。在湍流核心内，径向的传递过程因速的的脉动而大大强化。而在层流内层中，径向 的传递只能依赖于分子运动。因此，层流内层成为传递过程主要阻力之所在。举传热的例子。 （3）边界层的分离现象。 1.4.4 圆管内流体运动的数学描述 （1）流体的力平衡 左端面的力： 2 F r p 1 1 =  右端面的力： 2 F r p 2 2 =  外表面的剪切力： F rl = 2  圆柱体的重力： 2 g F r l =  g