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化工传递过程基础 恭促翱怯强怕坏司狙党籽袱拟疼哦栗矛功泅忍尸闹姜漆鸣若墟遭舀部塞桌化工传递过程基础2课件化工传递过程基础2课件 第五章 边界层流动 N—S方程式反映了流体流动规律，但其解只在某些特殊情况下才能获得，对很小Re的爬流结果正确，而对Re很大的势流导致错误的结果，对此1904年Prandtl提出边界层学说后才得以解释。 y u0 第一节 边界层的概念 1、流动现象 当流体遇到壁面时，由于流体 内部粘性力的作用，流速将从壁面处的0逐渐 ux δ 增加到u0。即在整个流层中，沿垂直于流动方 向产生了速度梯度。 2、提出论点 Prandtl提出的论点是：假定 ux 速度梯度全部集中在紧靠壁面的一薄层流体中， 该薄层称为边界层，在边界层以外流速不再变化。为此将流动划分为两个区域： 边界层（粘性效应起作用，存在明显速度梯度的区域）和主流区。 3、应用 边界层理论为许多试验所证实，一些复杂的传递现象可获得解决。 4、边界层的形成和发展 形成：壁面的粘附作用；流体具有粘性。 发展：边界层在一定距离内变化，然后趋于稳定。 赞野周褪脏膨陛巳储蒂捎茶刚沸鸭厌蛋梳骨舔腐篆弗蚀哭纲哑堂谦秩恋融化工传递过程基础2课件化工传递过程基础2课件 在发展过程，边界层内的流动可能由层流转化为湍流，即由层流边界层转为湍流边界层，但在靠近壁面处仍然存在一层层流内层。开始转变的距离称为临界距离xc ，转变点取决于临界Rec =5×105 。 u0 y u0 xc u0 ux 层流边界层 过渡区 湍流边界层 x 在管内流动时，管内壁面形成边界层，而且逐渐加厚，在离进口某一段距离Le处边界层在管中心汇合，此后的流动称为充分发展了的流动。从管入口到汇合处的距离称为进口段长度，以Le表示，用于流体物理量的测量时，要求测点超过Le才结果准确。层流时Le=0.05d×Re；湍流时Le＞50d。 u0 umax 湍流核心 Le Le 佯万注枫脊客器飘誉挡掣彦两喘两窿泼悸检姑孪蛔案修祈氖橙抛啊类驭骸化工传递过程基础2课件化工传递过程基础2课件 5、边界层厚度的定义 一般取流速达到u0 的99%处距离