管道中湍流

1、1管道中湍流研充管道中流動(dòng)（內(nèi)流）具有重要的實(shí)際意義，工程技術(shù)領(lǐng)域中會(huì)廣泛地遇到這種流動(dòng)。在管流的進(jìn)口段，流動(dòng)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(guò)大約（2540）倍管直徑的距離后，流動(dòng)趨于完全發(fā)展的湍流，形成穩(wěn)定的均勻流動(dòng)。本章僅限于討論圓管中湍流流動(dòng)。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(zhǎng)度，是圓柱兩端的壓力降。由此可得Lp?

2、（1）2prL???可見(jiàn)，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(zhǎng)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(dòng)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(duì)于光滑圓管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出流動(dòng)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(gè)公式的適用范圍為：3圖3無(wú)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(duì)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