高等流体力学 第七章-2_张永学.pdfVIP

§7-3 圆管内的湍流运动 第七章 粘性不可压缩流体的湍流运动 圆管湍流在石油工业中有广泛应用，如钻井、采油、集输、炼化等。 本节从光滑圆管到粗糙圆管分2步来讨论圆管湍流运动。 §7-3-1 光滑圆管中的湍流运动 y 条件：充分发展的湍流运动—湍流运 d 动的管段远离进口和出口— 内部的速 r x 度剖面在宏观意义上稳定不变 O 求解：圆管内的速度剖面— 阻力系数（沿程阻力损失、压降） 1) 速度剖面 u 5.756 log yU * 5.394 尼古拉才速 度剖面公式 U*  无界固壁湍流核 u 1 yU *  1 ln  ln  0.4， 11.5 心区速度分布：     U*   v   第七章 粘性不可压缩流体的湍流运动 §7-3-1 光滑圆管中的湍流运动 尼古拉才公式是通用的速度剖面，它对所有的雷诺数范围都是适用的，这里雷诺数的 影响已经自然包含在(yU /ν) 中了，其中U 尚未确定，需要根据给出的流量Q来确定。 * * 2) U* 的确定 y r r y y 2     Q 2(r y)udy 2r 1 ud 0 0     r r     d y 2 1 令：y * r 则：Q 2r 0 1y* udy* r x O Q 2 1 u  U* 2r 0 U* 1y* dy*  Q 2 1 rU*  u 5.756log yU * 5.394 U* 2 r 0  5.756log y* 5.756log  5.394 1 y* dy* U*   Q 2 1