湍流公式

1、湍流强度

定义：速度波动的均方根与平均速度的比值

小于1%为低湍流强度，高于10%为高湍流强度。

计算公式：

I=0.16×re−18⁄

式中：I-湍流强度，re-雷诺数

无论流体的种类和管径如何变化，流体的密度ρ和动力粘滞系数μ、管径d、流体的临界流速v k，这四个物理量按下列方式组合成的无量纲数不变，而且约为2320，即

Re k=ρ×v k×d

μ=v k×d

ν

=2320

将上式中的临界流速换人流体的实际流速．可得管道中流体流动的实际雷诺数。由于的Re k大小不随管径和流体种类而变化．因此被作为判别流态的依据。Re≤2320，流体处于层流状态；4000≥Re≥2320，流体处于从层流向紊流的过渡区；Re>4000，流体处于紊流状态。Re>Re k时，流动处于紊流状态。因此，可得圆管内流态的判别准则。

层流

Re=ρ×v×d

μ

=

v×d

ν

≤2320

紊流

Re=ρ×v×d

μ

=

v×d

ν

>2320

工程上，为简便起见，假设雷诺数：

Re=ρvD η

其中D为物体的几何限度（如直径）。

对于几何形状相似的管道，无论ρ、v、D、η如何不同，只要比值Re相同，其流动情况就相同。

圆形直管中的雷诺数计算公式：雷诺数=管径*流速*流体密度/流体密度

Re=1000*v*D/ν

V-平均流速；D-水力直径；对管D=d，d为圆管直径；对于非圆形管道D=4A/X，其中A 为通流界面面积，X为湿周（通流界面上液体与固体壁面相接触的周界长度）；ν-运动粘度。

《》

2、湍流尺度及水力直径

湍流尺度（turbulence length）a physical quantity related to the size of the large eddies that contain the energy in turbulent flows

通常计算公式：

I=0.07L

L为特征尺度，可认为是水力半径，因数0.07是基于充分发展的湍流管道中混合长度的最大值。

从前述的内存我们已经知道．实际流体都具有粘性．因而在流动过程中都会产生一定的能量损失。能量损失一般有两种表小方法:

对于液体，通路用单位重量流体的能量损失来表示．称其为水头损失．用hw表示;

对于气体，通常用单位体积流体的能量损失来表示．称其为压强损失，用Pw表示。它们之间的关系为Pw=γ*hw。

沿程损失h f和局部损失h j

ℎf=λl

d ×v2

2g

（或ℎf=λl

d

×ρv2

2g

）ℎj=ζ

v2

2g

半经验公式，也称达西公式

式中l-管长（m）、d-管径（m）、v断面平均速度、g-重力加速度，g=9.81m2/s2、λ-沿程阻力系数、ζ-局部阻力系数。