[工學(xué)]流體力學(xué)_第四章(已修改)
2025-01-31 11:37 本頁面
【正文】 《 工程流體力學(xué) 》 多媒體課件 第四章 流體運動的流態(tài)與水頭損失 第一節(jié) 流動阻力與水頭損失 第二節(jié) 實際流體的兩種流動型態(tài) 第三節(jié) 流體的層流流動 第四節(jié) 流體的紊流流動 第五節(jié) 紊流的結(jié)構(gòu)及沿程水頭損失系數(shù)的實驗研究 第六節(jié) 計算沿程水頭損失的謝才公式 第七節(jié) 局部水頭損失的計算 兩大類流動能量損失 : 一、沿程能量損失 發(fā)生在緩變流整個流程中的能量損失，由流體的 粘滯力 造成的損失。 gvdlh f 22??fh —— 單位重力流體的沿程能量損失 ? —— 沿程損失系數(shù) l —— 管道長度 d —— 管道內(nèi)徑 gv22 —— 單位重力流體的動壓頭（速度水頭）。 第一節(jié) 流動阻力與水頭損失 二、局部能量損失 發(fā)生在流動狀態(tài)急劇變化的急變流中的能量損失，即在管件附近的局部范圍內(nèi)主要由流體微團的碰撞、流體中產(chǎn)生的漩渦等造成的損失。 gvhj 22??jh—— 單位重力流體的局部能量損失。 gv22 —— 單位重力流體的動壓頭（速度水頭）。 ? —— 局部損失系數(shù) 第一節(jié) 流動阻力與水頭損失 三、總能量損失 整個管道的能量損失是分段計算出的能量損失的疊加。 wh—— 總能量損失。 ? ??? jfw hhh第一節(jié) 流動阻力與水頭損失 一、雷諾實驗 實驗裝置 顏料 水箱 玻璃管 細(xì)管 閥門 第二節(jié) 實際流體的兩種流動型態(tài) 一、雷諾實驗 (續(xù) ) 實驗現(xiàn)象 過渡狀態(tài) 紊流 層流 層流 ：整個流場呈一簇互相平行的流線。著色流束為一條明晰細(xì)小的直線。 紊流 ：流體質(zhì)點作復(fù)雜的無規(guī)則的運動。著色流束與周圍流體相混，顏色擴散至整個玻璃管。 過渡狀態(tài) ：流體質(zhì)點的運動處于不穩(wěn)定狀態(tài)。著色流束開始振蕩。 第二節(jié) 實際流體的兩種流動型態(tài) 一、雷諾實驗 (續(xù) ) 實驗現(xiàn)象 (續(xù) ) 第二節(jié) 實際流體的兩種流動型態(tài) 實驗發(fā)現(xiàn) 臨界流速 crv —— 下臨界流速 crv?—— 上臨界流速 層 流： 不穩(wěn)定流： 紊 流： crvv ?crcr vvv ???crvv ?流動較穩(wěn)定 流動不穩(wěn)定 crvv ?crvv ??第二節(jié) 實際流體的兩種流動型態(tài) 沿程損失與流速及流態(tài)的關(guān)系 實驗裝置 第二節(jié) 實際流體的兩種流動型態(tài) 沿程損失與流速及流態(tài)的關(guān)系 (續(xù) ) 實驗結(jié)果 O hj vcr v D C B A v’cr 結(jié)論： 沿程損失與流動狀態(tài)有關(guān)，故計算各種流體通道的沿程損失，必須首先判別流體的流動狀態(tài)。 層流： f ?紊流： ~ f ?第二節(jié) 實際流體的兩種流動型態(tài) 二、 臨界雷諾數(shù)和雷諾數(shù) 臨界雷諾數(shù) 層 流： 不穩(wěn)定流： 紊 流： 2320Re ?cr —— 下臨界雷諾數(shù) 1 3 8 0 0eR ??cr —— 上臨界 雷諾數(shù) crReRe ?crcr eRReRe ???creRRe ??2022Re ?cr工程上常用的圓管臨界雷諾數(shù) 2022Re ?2022Re ?層 流： 紊 流： ?vd?Re雷諾數(shù) 第二節(jié) 實際流體的兩種流動型態(tài) 167。 管道入口段中的流動 一、邊界層 當(dāng)粘性流體流經(jīng)固體壁面時，在固體壁面與流體主流之間必定有一個流速變化的區(qū)域，在高速流中這個區(qū)域是個薄層，稱為邊界層。 167。 管道入口段中的流動 二、管道入口段 當(dāng)粘性流體流入圓管 ,由于受管壁的影響 ,在管壁上形成邊界層 ,隨著流動的深入 ,邊界層不斷增厚 ,直至邊界層在管軸處相交 ,邊界層相交以前的管段 ,稱為管道入口段。 層流邊界層 紊流邊界層 完全發(fā)展的流動 L* L* 167。 管道入口段中的流動 二、管道入口段 (續(xù) ) 入口段內(nèi)和入口段后速度分布特征 層流邊界層 紊流邊界層 完全發(fā)展的流動 L* L* 入口段內(nèi) : 入口段后 : 各截面速度分布不斷變
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