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第六讲流体的流动形态及速度分布

【学习要求】

1．掌握流体的流动形态及判据。

2．掌握雷诺数及计算。

3．理解流体在圆管内流动时的速度分布规律。

4．理解滞流内层的概念。

【预习内容】

1．流体流动时产生流动阻力的主要原因是，次

是。另外、和

均对流动阻力的大小有影响。

2．式称为牛顿粘性定律。它的物理意义是

。

3．粘度是流体的物理性质之一，是衡量的物理量，物理意义

是。粘度在SI制中的单位为。

4．气体的粘度随温度的升高而，液体的粘度随温度的升高而。

【学习内容】

一、流体的流动形态

1．流体流动时的两种流动形态

（1）滞流流体质点只沿管轴的方向做运动。

（2）湍流流体质点除了沿管轴向前流动外，还做不规则的运动，

2．影响流动形态的因素

除了流速u能影响流体的流动状况外，还有、和。

雷诺将这些影响因素综合成的形式作为流动类型的判据，我们称之

为，以符号表示。

3．流动形态的判据

实验证明：当Re时，流动类型为滞流；

当Re时，流动类型为湍流；

当Re，流体的流动处于状况。

二、流体在圆管内流动时的速度分布

1．速度分布规律

流体在圆管内流动时，无论是滞流还是湍流，在管道任一截面各点的速度均随

而变，管壁处速度为零，离开管壁后，到管中心处，

这种变化关系称为速度分布。

2．滞流和湍流的速度分布

滞流时，管内流体质点只沿管轴做运动，速度分布曲线呈形，

平均流速为管中心最大流速的倍；湍流时，流体质点除了做轴向运动外，还做复

杂的运动，速度分布曲线为形，平均流速约为管中心最大流速

的倍。

三、湍流时滞流内层

当流体在圆管内呈湍流流动时，无论湍流的程度如何，在邻近管壁处，总存在着一定厚度的

仍然作滞流流动的流体层，我们称之为或。厚度随

Re增大而。

【典型例题】

例1流体的流动状况有哪两种？它们有何不同？

例220℃的水在φ114×4mm的有缝钢管内流动，流速为2m／s，试计算雷诺数Re并判断

3

流动类型。(水在20℃时的密度为998.2kg／m，粘度为1.005mPaS)

1

例3某小时有16200kg的25%氯化钠水溶液在φ50×3m