管流新流态判据Wa数中Umax值的测试计算

　　0引言

　　在文献^{〔l〕「2〕「3」}中，对流体工程中用于判别流态的雷诺数R。提出了异议，创建了管流的新流态判据(式中v为平均流速、Unla、为最大流速)及其判别法则(详见^〔l〕)，并讨论了Wd数在流体工程中判别流态、描绘流速分布、计算沿程阻力系数和作运动相似准则等应用(参阅^{〔21〔3〕)，}显示了Wd数的实用价值。如何算出Wd数就成为推广应用该判据的关键。由于Unlax值在采用毕托(Pitot)管测试中的不便，给从人2数的应用造成困难。经验所知，工程中的管流，多数为紊流，层流较少见。如能找到一种简便而准确的紊流时Urna、值测试计算的新方法(层流时Unla二2v)，就为新流态判据的推广应用创造了有利条件。下述方法即由此应运而生。

　　1测试计算的理论依据

　　紊流时流速的对数分布规律为:

　　2测试计算方法

　　平均流速V可按常规方法测试。切应力流速V，可采用图1中所示装置测试。为了提高测试精度，管路测试段可适当取长些，一般取l=5一10m，在1、2两截面处圆周上开4一8个测压孔，各孔连通后接至倒置式U型管差压计两端。

　　设圆管直径为d，1、2断面处的压力分别为P;和PZ。根据均匀流动时圆柱流体上力的平衡方程式可列出

　　3测试计算误差的修正和实例

　　考虑到用(8)式测试计算的V，值可能产生的误差会给用(3)式计算umax值时带来的影响，引入修正系数k对

　　(3)式进行修正如下:

　　ß值的经验数据可用毕托管实测u。la、值和用(10)式计算值比较的方法获得。表l列举三种不同直径钢管中用毕托管实测uma、值和按(10)式及按(5)式计算的Um。值的比较。表明误差较小，此测试计算法是可行的。在按(10)式计算时，汀值将随管径d的增大而减小。在按(5)式计算时，所选，值将随d的增大而增大(管径愈大紊动愈烈n值愈大)。ß值和n值随管径d的变化如图2中曲线所示。计算时可按表2推荐数据选用。

　　参考文献

　　1、王瑞杰.雷诺数异议和重拟流态判据.流体工程.1993.(2):35一38

　　2、王瑞杰.新流态判据Wa数在流体工程中的应用.流体工程，1993.(7):41一44

　　3、王瑞杰.管流新流态判据wa数的多功能研究.淮海工学院学报，1994.(2):3一10

　　4、谢维列夫.管内紊流运动主要水力规律的研究.北京:建筑工程出版社.1957

　　本文作者：王瑞杰