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工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算 普朗特混合长度理论普朗特混合长度理论 2xxxxytdVdVdVV Vldydydy2xtdVldy基本思想：将湍流质点的脉动运动与基本思想：将湍流质点的脉动运动与分子的热运动类比，并参考分子的热运动类比，并参考“分子自分子自由程由程”提出了混合长度提出了混合长度lm的概念。的概念。l涡粘性系数，不是物性常数，与流场参数有关涡粘性系数，不是物性常数，与流场参数有关l雷诺切应力的方向：阻碍流体层之间的相对运动，故与雷诺切应力的方向：阻碍流体层之间的相对运动，故与分子粘性应力的方向一致分子粘性应力的方向一致上次课内容回顾上次课内容回顾工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算224fRrhVl264Re2flVhDg 圆管中充分发展的层流流动及沿程损失圆管中充分发展的层流流动及沿程损失2max4fhRVlmax2VV 第五章第五章 湍流基础与湍流基础与不可压管流损失不可压管流损失n湍流圆管速度分布n尼古拉兹实验(难点)n沿程损失的计算工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算 圆管中充分发展的湍流流动及沿程损失圆管中充分发展的湍流流动及沿程损失工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算圆管湍流的多层结构圆管湍流的多层结构xxydVV Vdy在粘性底在粘性底层占主导层占主导作用作用在湍流核心在湍流核心区占主导作区占主导作用用工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算速度分布速度分布粘性底层粘性底层湍流核心区湍流核心区1lnBkuyuyk0.45.5wyuuuyuBu其中，假设：假设：(1)(1)近壁为常应力区，近壁为常应力区，(2)(2)离开壁面，应力为线性分布离开壁面，应力为线性分布(3)(3)普朗特混合长度普朗特混合长度w(1/)wy R(1/)lkyy R工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算1/8.7nuy工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算Re管内湍流的沿程损失管内湍流的沿程损失-尼古拉兹实验尼古拉兹实验层流区层流区过渡区过渡区过渡粗糙过渡粗糙管区管区水利光滑区水利光滑区阻力平方区阻力平方区1014工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算层流区层流区水利光滑区水利光滑区阻力平方区阻力平方区过渡粗糙管区过渡粗糙管区区间雷诺数范围Re2300Re64 8/74000Re26.98 8/70.8526.98Re4160 20.854160 2Re50.2550.237Re 100.3164Re 100.0032 0.ReRe221，0.2568Re0.11212lg1.742工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算水力光滑管区水力光滑管区水力粗糙管区水力粗糙管区湍流流动湍流流动层流流动层流流动工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算湍流圆管的沿程损失问题湍流圆管的沿程损失问题工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算smmsmRQV/4.6)1.0(/2.0/232000,128/00001.0)2.0)(/4.6(2smmsmdVRe0013.020026.0mmmmd 628,5398.267/8188,6552416085.002276.0Re6811.025.0msmsmmmgVdlhf5.1182/8.92/4.62.050002276.0222210sinlgpzgphf工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算222100820.32 9.8/fl VmVhmdgmm s220.47/Vm s需要假设需要假设，并迭代，并迭代(可认为处于阻力平方区，取可认为处于阻力平方区，取的初值的初值)ReV工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算2232220.356/100822 9.8/4fmsl Vmhmdgdm sd1/50.666dm3240.356/22,6640.00002/msmRedms d0.00006md 同样需要假设同样需要假设，并迭代。，并迭代。,Re,d 工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算局部损失的分类与计算局部损失的分类与计算突扩突扩突缩突缩弯管弯管渐扩管道渐扩管道工程流体力学电子教案工程流体力学电子教案第五章第五章 湍流基础与管流损失计算湍流基础与管流损失计算作业：作业：5-75-7
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