2023學(xué)年完整公開課版流動型態(tài)

流動型態(tài)制藥單元操作流體阻力的表現(xiàn)：

形成原因：（1）內(nèi)摩擦（2）渦流造成機械能損失OO23451fhgu22gpr

層流：其質(zhì)點作有規(guī)則的平行運動，各質(zhì)點互不碰撞，互不混合。湍流：其質(zhì)點作不規(guī)則的雜亂運動，并相互碰撞，產(chǎn)生大大小小的旋渦。

流體流動型態(tài)示意圖流動形態(tài)的劃分：雷諾實驗

流型判據(jù)——雷諾準數(shù)

流體的流動類型可用雷諾數(shù)Re判斷。

Re準數(shù)是一個無因次的數(shù)群。流體在圓形直管內(nèi)流動時：（1）

當Re≤2000時，流動為層流，此區(qū)稱為層流區(qū)；（2）

當Re≥4000時，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)；（3）當2000<Re<4000時，流動可能是層流，也可能是湍流，與外界干擾有關(guān)，該區(qū)稱為不穩(wěn)定的過渡區(qū)。在生產(chǎn)操作中，常將Re>2000（有的資料中為3000）的情況按湍流來處理。

雷諾準數(shù)的物理意義

Re反映了流體流動中慣性力與粘性力的對比關(guān)系，標志流體流動的湍動程度。其值愈大，流體的湍動愈劇烈，內(nèi)摩擦力也愈大。

流體在圓管內(nèi)的速度分布滯流時的速度沿管徑按拋物線的規(guī)律分布湍流時由于流體質(zhì)點的劇烈的碰撞與混合，使截面上靠管心部分各點速度彼此扯平。動畫演示邊界層在固體壁面附近，存在較大速度梯度的流體層稱為流動邊界層。湍流邊界層中緊靠壁面處仍有一滯流內(nèi)層，Re值愈大，滯流內(nèi)層厚度愈薄。動畫演示例題：有一內(nèi)徑為25mm的水管，如管中水的流速為1.0m/s，求：（1）管中水的流動類型；（2）管中水保持層流狀態(tài)的最大流速（水的密度ρ=1000kg/m3,粘度μ=1cp）。解：（1）Re=duρ/μ=0.025×1×1000/0.001=25000＞4000流動類型為湍流。（2）層流時，Re≤2000，流速最大時，Re=2000，即duρ/μ=2000∴u=2000μ/dρ=2000×0.001/（0.025×1000）=0.08m/s例題：密度為850kg/m3、粘度為8×10-3Pa·s的液體在內(nèi)徑為14mm的鋼管內(nèi)流動，液體的流速為1m/s。計算：（1）雷諾準數(shù)，并指出屬于何種流型；

（2）若要使該流動達到湍流，液體的流速至少應(yīng)為多少？解：（1）Re=duρ/μ=0.014×1×850/8×10-3=1487.5≤2000流動類型為層流（2）湍流時，Re≥4000，流速最小時，Re=4000，即duρ/μ=4000∴u=4000μ/