中南大学：《化工传递过程》 第五章 湍流

第五章湍流 Re4000~12000 湍流

第五章 湍流 • Re4000～12000 湍流

湍流流动 湍流流动

湍流流动

湍流的特点、起因及表征 在流场的定点处,质 点的高频脉动(流速和 压力)是湍流最基本的特点; +xl1y=1y+1y,l2=2+12p=p+p 2、流体的速度分布较层流均匀 3、质点相互混合、碰撞产生的阻力较流体粘性产生的阻 力大的多; 4、在管壁附近仍会维持一层极薄的层流内层

湍流的特点、起因及表征 1、在流场的定点处，质 点的高频脉动（流速和 压力）是湍流最基本的特点； 2、流体的速度分布较层流均匀； 3、质点相互混合、碰撞产生的阻力较流体粘性产生的阻 力大的多； 4、在管壁附近仍会维持一层极薄的层流内层。 ux = ux + u  x ;uy = uy + u  y ;uz = uz + u  z ; p = p + p 

连续性方程与运动方程 连续性方程(微分质量) a(pu,). a(pup) a(pu). ap 0 az 06 ·微分能量方程 DU D「a(q/A2,(q/A)y,a(q tPp De De 运动方程(微分动量) D De p Fg-Vp+uvu+our(V u

连续性方程与运动方程 • 连续性方程（微分质量） • 微分能量方程 • 运动方程（微分动量） 0 ( ) ( ) ( ) =   +   +   +        z u y u x ux y z  +        +   +   + = − z q A y q A x q A D Dv P D DU x y z ( / ) ( / ) ( / )     ( . ) 3 2 1 F p u u D Du =  g − +  +    

湍流时的流体运动方程 O 湍流时,速度表达式: u=u +u LL=.+L=L.+ x O Ox )z Ox

湍流时的流体运动方程 = 0   +   +   z u y u x ux y z ux ux ux uy uy uy uz uz uz = + ; = +  ; = +  湍流时，速度表达式： = 0    +    +    +   +   +   z u y u x u z u y u x ux y z x y z

湍流的半经验理论 普兰德动量传递理论 对湍流的机理先提出某些假设,然后结合实 验结果在雷诺应力与时均速度分量之间建立 种关系 p8

湍流的半经验理论 • 普兰德动量传递理论 – 对湍流的机理先提出某些假设，然后结合实 验结果在雷诺应力与时均速度分量之间建立 一种关系。 dy dux r  yx = 

流体沿平板壁面流动时湍流边 界层的计算 利用边界层积分动量方程: d pa「(ax-l0d=r )17=f(y,6) 计算出边界层厚度δ、流体对板面施加的总曳力Fa、 平均曳力系数C等

流体沿平板壁面流动时湍流边 界层的计算 x s u x u u dy dx d    − =  0 0 ( ) ） δ） δ ＝（ ( , 1/ 7 0 f y y u ux = 计算出边界层厚度δ、流体对板面施加的总曳力Fd、 平均曳力系数CD等。 δ 利用边界层积分动量方程：

要点总结 湍流的特点、起因和表征; 雷诺方程、雷诺转换与雷诺应力; 普兰德动量传递理论; 混合长; 园管中的湍流; 湍流边界层的计算

要点总结 • 湍流的特点、起因和表征； • 雷诺方程、雷诺转换与雷诺应力； • 普兰德动量传递理论； • 混合长； • 园管中的湍流； • 湍流边界层的计算

作业 P121 ·6,8,11

作业 • P121 • 6，8，11