第九章 湍流流动与换热 4 前面两章讨论的是外掠物体和管内流动的层流对流换热,然而不可能在所有Re 数下都能得到层流。4 由流体力学可知,当Re 数超过一定数值后,流体中会出现脉动,层流可发展成为或诱导出更加复杂的流动湍流。4 湍流传热问题包括湍流的流动行为、工程传热中的主要应用以及湍流如何进行热量与动量传递。4 本章将扼要介绍湍流的基本概念、湍流传热的基本处理方法和一些经验关系式。 9-1 湍流的基本概念 4 9-1-1 层流到湍流的过渡4 1883年,雷诺通过对管内流动状态的观察和研究,首先发现了流态分为本质上的不同的层流和湍流。由层流过渡到湍流的原因十分复杂,一般可以理解为是微小的扰动在一定条件下被放大,使层流失去稳定性,成为湍流。引起扰动的因素主要有来流的不均匀性、流体中杂质引起的物性的突变、来流温度的不均匀。影响层流过渡到湍流的因素还包括自由流的压力梯度、表面粗糙度、传热量等以及湍流强度。层流过渡到湍流是在一个区域内逐渐完成的,该区域称为过渡区。过渡开始时的雷诺数称为临界雷诺数Recr,不同的流动方式有不同的临界雷诺数:一般管内流动取Recr = 2300 104,外掠物体时