流體力學(xué)課件第四章黏性流體的運(yùn)動(dòng)和阻力計(jì)算-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 dx 半徑 為 r 的 圓 柱體，不 計(jì)質(zhì) 量力和 慣 性力， 僅 考 慮壓 力和剪 應(yīng) 力， 則 有根據(jù)牛 頓 粘性定律再考 慮 到則 有23 圓 管中的 層 流流 動(dòng)24邊 界條件： r = R ， u = 0 ； 則可得定 積 分常數(shù)則圖 41 圓 管 層 流的速度和剪 應(yīng)力分布速度分布 規(guī) 律與流量25 在 過(guò) 流斷面的任一半徑 r處，取一 寬 度 為 dr的 圓環(huán) ，如 圖 42所示。如 圖 所示。即2．?dāng)嗝嫠俣确植迹?詳細(xì) 推 導(dǎo)見(jiàn)課 本 78頁(yè) ） 粘性底 層 區(qū) 即積 分得： 湍流核心區(qū) 因 為 所以整理并 積 分得三、湍流切 應(yīng) 力分布及斷面速度分布34一、尼古拉 茲試驗(yàn) 尼古拉 茲 （ Nikuras） 進(jìn) 行了大量的 實(shí)驗(yàn) ，得出了 λ與雷 諾 數(shù)Re及管壁的相 對(duì) 粗糙度 Δ/d之 間 的關(guān)系曲 線 ：* 管中流 動(dòng) 沿程阻力系數(shù)的確定1． 層 流區(qū)（ I）雷 諾 數(shù)的范 圍為 Rec ≤2320。例如管道斷面突然 擴(kuò) 大、突然 縮 小、逐 漸擴(kuò) 大和縮 小等；(2)由于管道的方向 發(fā) 生 變 化，引起的局部能量 損 失，例如各種 圓 滑彎 頭 、直角彎 頭 、折管、三通管道等；(3)由于流動(dòng)的速度大小和方向均發(fā)生變化而引起的局部能量損失。即用當(dāng)量直徑 De代替圓形管道的直徑 D時(shí)，反映其流動(dòng)狀況和阻力大小與相同的 Re 、 L/D、ε/D值之下在圓形管中的流動(dòng)狀況及阻力大小一致。 由此可得：對(duì)非圓形管道或設(shè)備，取其水力半徑的 4倍為當(dāng)量直徑 De。 工 藝標(biāo) 定或 檢驗(yàn) ： 計(jì)算在一定條件下（如一定管徑、長(zhǎng)度及全程壓頭損失） 輸送流體時(shí)所能達(dá)到的流體流量。 輸 送管管徑 為 30毫米， 總長(zhǎng) 度 為 150米，全程中有 90176。如果管道每米 長(zhǎng) 度上的允許壓頭損 失 為 ，要求 計(jì) 算管中水的流量?？梢岳玫?壓頭損 失 為 6米，要求流量 為 34米 3/小 時(shí) 。串 聯(lián) 管路特點(diǎn)（ 1）若 連 接點(diǎn) 處 無(wú)泄漏， 則 各段流量相等，即（ 2） 總 水 頭損 失 為 各段 損 失之和，即 復(fù) 雜 管路 計(jì) 算 55二、并 聯(lián) 管路1）由流量 連續(xù) 性原理可知， 總 流量等于各分支點(diǎn)流量之和，即2）并 聯(lián) 管段中， 單 位 質(zhì) 量流體所 產(chǎn) 生的水 頭損 失相等（因 為 并聯(lián) 管段具有共同的 聯(lián) 接點(diǎn)， 聯(lián)結(jié) 點(diǎn) 間 的 壓 強(qiáng) 差即 為 各并 聯(lián) 管路的水 頭損 失），即有 56 ? 對(duì) 并 聯(lián) 的管道存在如下關(guān)系： Q=AU= U=Q/ 則 hW=λL/DU2/2g =λL/2gD(Q/)2 =λLQ2/? 各根支管的流量比 為 ： Q1:Q2:Q3=(D15/λ1L1)1/2 :(D25/λ2L2)1/2: (D35/λ3L3)1/2? 說(shuō) 明： 在并 聯(lián) 管道中因各根支管的直徑、 長(zhǎng) 度（包括當(dāng)量長(zhǎng) 度在內(nèi)）的不同， 總 流量將依上式的關(guān)系分配到各根支管中去，只要其中某一支管的阻力改 變 （ 閥門 的開大關(guān)?。┚鶗?huì)引起其它支管流量的改 變 。3分支管路的位置 標(biāo) 高依次 為 z1， z2， z3， 壓 力水 頭 依次 為h1， h2， h3，流量依次 為 Q1， Q2， Q3， 則 有 v枝狀管網(wǎng)圖 43 分支管路59環(huán) 狀管網(wǎng)v由各管段 經(jīng) 串并 聯(lián)組 合而成的 環(huán) 狀管道。 復(fù) 雜 管路 計(jì) 算 61 ? 例：水平 環(huán) 狀管道（如 圖 ），流體從 A流入， B、 C兩 處 排出的水量均 為 57升 /秒，管段 AB、 AC、 BC的 長(zhǎng) 度均 為 600米，管段 AB的內(nèi)徑 203毫米， AC的內(nèi)徑 為 155毫米， BC的內(nèi)徑 為 254毫米，求各支管的流量。? 作 業(yè) P95： 總 結(jié)黏性流體運(yùn) 動(dòng) 及其阻力 計(jì) 算第四
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