管道中湍流

1、1管道中湍流研充管道中流動（內(nèi)流）具有重要的實際意義，工程技術(shù)領(lǐng)域中會廣泛地遇到這種流動。在管流的進(jìn)口段，流動受入口處形狀及條件的影響很大，湍流尚未完全發(fā)展，經(jīng)過大約（2540）倍管直徑的距離后，流動趨于完全發(fā)展的湍流，形成穩(wěn)定的均勻流動。本章僅限于討論圓管中湍流流動。設(shè)從管軸起算的距離為，從壁面起算的徑向距離r力，在處圓柱面上切應(yīng)力為，根據(jù)受力平衡條件，得yr?22rLrp?????式中為圓柱的長度，是圓柱兩端的壓力降。由此可得Lp?

2、（1）2prL???可見，切應(yīng)力與成線性規(guī)律變化的，圖1所示。式（1）不僅適用于湍流而且適用?r于層流，在壁面（）上摩擦切應(yīng)力達(dá)到最大值rR??（2）2wpRL???圖1管道剪切應(yīng)力示意圖管道單位長度上的壓力降可表示為（3）2112pvLd????式中為圓管斷上平均速度，為流動阻力系數(shù)，為流體密度，為圓管直徑。將v??d（3）式代入（2）式，得壁面上摩擦切應(yīng)力表達(dá)式（4）221182wwvcv??????式中摩擦系數(shù)。14wc??在19

3、11年布拉修斯（Blasius）對于光滑圓管進(jìn)行實驗得出流動阻力系數(shù)的公式：（5）140.3164Re???上式稱為布拉修斯阻力定律。這個公式的適用范圍為：3圖3無量綱速度分布圖根據(jù)流量的連續(xù)性方程式，有202RRvurdr????將（6）式代入上式，求得平均速度與最大速度之間關(guān)系式（7）????2max2121vnunn???對不同的n值，求得值列于表2中。maxvu表2指數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系nRen678910maxvu0.7910.8