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湍流

2020-09-17 09:40

当机械在使用时要非常清楚它的运作，层流时阻力的计算式是根据理论推导所得，湍流时由于情况要复杂得多，直到目前还不能像层流那样严格地从理论上推导出适合湍流的值来，所以值的确定，现有的方仍然只有经验和半经验方法。

摩擦系数的影响因素，根据对摩擦阻力性质的理解和实验研究的综合分析，认为流体在测流流动时，由于摩擦力而产生的压力损失，与流体的密度、黏度、平均速度，管径以，管长及壁的粗糙度有关。

   湍流运动时，除与反映流动状态的雷诺数有关之外，还因为突入流的粗突起会直接影响流动的湍动程度，因而管壁的粗糙度是影响另一个重要因素。摩擦系数是相对粗糙的函数。

   管壁粗糙度对摩擦系数的影响，管壁粗糙度对流动阻力或摩擦系数的影响，主要是由于流体在管道中流动时，流体质点与管壁凸出部分相碰撞而增加了流体的能量损失，其影响程度与管径的大小有关，因此在摩擦系数图中用相对粗糙度，而不是绝对粗糙度。

   流体作层流流动时，流体层平行于管轴流动，层流层掩盖了管壁的粗糙面，同时流体的流动速度也比较缓慢，对管壁凸出部分没有什么碰撞作用，所以层流时的流动阻力或摩擦系数与管壁粗糙度无关，与流体有关流。

   流体作湍流流动时，靠近壁面处总是存在着层流底层，如果层流底层的厚度大于管壁的绝对粗糙度，管壁粗糙度对流动阻力的影响与层流时相近，此为水力光滑管随的增加，层流底层的厚度逐渐减薄，管壁面凸出部分伸入湍流主体区，与流体质点发生碰撞，使流动阻力增加。当大到一定程度施底层时，可薄得足以使管壁面凸出部分都伸到流主体中，质点碰撞加刷，致使下再起作用，面包括黏度，在内不再影响摩擦系数的大小，流动进入了定区，此为完全湍流粗糙管。

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