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流体的流动型态张静都江堰新安江水电站（一）流动类型的划分1、雷诺实验雷诺实验装置一.Reynolds实验（改变u、d、ρ、μ）实验观察到随流体质点运动速度的变化显示出两种基本类型，其中a称为滞流或层流，c称为湍流或紊流雷诺实验现象层流速度分布第一章流体流动及输送技术化工单元操作技术层流与湍流在圆管内的速度分布层流时其速度分布曲线呈抛物线形。如图1-15所示。管壁处速度为零，管中心处速度最大。平均流速u＝0.5umax湍流时其速度分布曲线呈不严格抛物线形。管中心附近速度分布较均匀，如图1-16所示，平均流速u＝0.82umax第一章流体流动及输送技术化工单元操作技术•层流：流体质点沿管轴方向作直线运动，分层流动，又称滞流•湍流：流体质点除沿轴线方向作主体流动外，还在各个方向有剧烈的随机运动，又称紊流•说明：过渡状态不是一种独立的流动型态，介于层流与湍流之间。可以看成是不完全的湍流，或不稳定的层流，或者是两者交替出现，随外界条件而定，受流体流动干扰的控制。2、两种流动型态第一章流体流动及输送技术化工单元操作技术1、雷诺准数ReduRe（二）流体流动型态的判定•雷诺准数，无单位。•Re大小反映了流体的湍动程度，Re越大，流体流动湍动性越强。•计算时只要采用同一单位制下的单位，计算结果都相同。第一章流体流动及输送技术化工单元操作技术2、判据Re≤2000层流(滞流)Re=2000～4000过渡状态Re≥4000湍流应该指出，在2000Re4000时，可能是层流，也可能是湍流，是一种不稳定的状态。在一般工程计算中，Re2000可作湍流处理。第一章流体流动及输送技术化工单元操作技术3、湍流流体中的层流内层•层流内层：当管内流体做湍流流动时，管壁处的流速也为零，靠近管壁处的流体薄层速度很低，仍然保持层流流动，这个薄层称为层流内层。第一章流体流动及输送技术化工单元操作技术层流内层说明：•层流内层的厚度随雷诺准数Re的增大而减薄，但不会消失。•层流内层的存在，对传热与传质过程都有很大的影响。•流体在管内作湍流流动时，横截面上沿径向分为层流内层、过渡层和湍流主体三部分。课堂小结层流:流体在管内流动时，其质点沿与管道中心线和平行的方向运动,与其侧旁位置的流体不发生宏观混合，又称滞流。湍流:质点在管中作不规则运动,流体整体流向虽不改变,但质点的运动速度和方向却随时间变化，质点之间相互碰撞，又称紊流。基本特征是出现脉动速度。1.层流:从管壁至中心线均为层流。2.湍流:层流底层、缓冲层、湍流主体区注意:层流底层对传热和传质影响重大,其厚度随Re的增大而减小Reynolds由实验归纳出一个判定流体流动型态的准数,称雷诺数。1.实验发现:一定温度和压力下，影响流动型态的主要因素是:2.Re数大小与流动型态:一般,流体在管内流动Re2000层流2000Re4000过渡状态Re4000湍流练习题1.流体完全湍流流动时，与摩擦阻力系数有关的物理量应为（）。A雷诺数B绝对粗糙度C相对粗糙度与雷诺数D相对粗糙度2.流体层流流动时，与摩擦阻力系数有关的物理量应为（）。A相对粗糙度B雷诺数C相对粗糙度与雷诺数D绝对粗糙度3.流体在圆直管内呈湍流流动时（）。A.Re≥2000B.Re4000C.2000Re4000D.Re50004、流体在管内流动，当Re=1280时，摩擦系数等于____________。布置作业简述层流与湍流两种流动状态的本质区别。