【文章內(nèi)容簡介】 的旋渦；(2)造成 較 大能量 損 失。邊界層脫體的條件 :(1)逆壓強梯度；(2)外層動量來不及傳入。如：平板不會發(fā)生脫體（無倒壓區(qū)）流線型物體也不發(fā)生脫體（尾部收縮緩慢，動量來得及傳入） (錄像 ) 本次講課習(xí)題：第一章 17~21分配節(jié) 返回 雷諾實驗 返回 邊界層脫體 返回 問題：用高位槽向反應(yīng)器內(nèi)送水， Z至少多大？ 若廠房高度限于 8m以內(nèi)，不用泵，應(yīng)該 如何設(shè)計管路？問題：用高位槽向反應(yīng)器內(nèi)送水， Z至少多大？ 若廠房高度限于 8m以內(nèi)，不用泵，應(yīng)該 如何設(shè)計管路？問題：中試實驗裝置中有一真空管道，管內(nèi)流動著液體，若要取樣，該怎么取？問題：中試實驗裝置中有一真空管道，管內(nèi)流動著液體，若要取樣，該怎么??？ 圓管內(nèi)流體運動的數(shù)學(xué)描述數(shù)學(xué)描述方法：① 取控制體（微分控制體或積分控制體）。② 作力（熱量、質(zhì)量）衡算。③ 結(jié)合本過程的特征方程（如 ）解方程。④ 將結(jié)果整理成所需要的形式 。 取控制體作力衡算 (p1p2)πr2πr2lρgsinα2πrlτ=0 lsinα=z2z1得， (P1P2)r =2lτ或 與流體性 質(zhì) 、流 動類 型無關(guān)。 層流速度分布層 流條件下： 特征方程 邊界條件 r=R 處 u=0積 分得由 ，得湍流條件下：由于 μ ’的困 難 而無法解析解。實測 后 歸納 成 n=f(Re) 阻力損失 兩種阻力損失 根本原因 — 黏性劃分：直管阻力損失（沿程阻力損失） 局部阻力損失（管件、閥件的阻力損失） 直管阻力損失 影響因素： ① 物性因素 ρ， μ ② 設(shè)備因素 d, l,ε ③ 操作因素 u機械能衡算直管， u1=u2， 泊謖葉方程層流時，已得得 又稱 泊謖葉方程 應(yīng)用條件： ① 牛頓流體 ② 層流狀態(tài) ③ 圓直管速度分布穩(wěn)定段（非入口 段）。層 流直管阻力也可寫成 湍流直管阻力損失實驗研究方法 : 基本要求：由小見大，由此及彼量綱分析指導(dǎo)下的實驗研究方法的主要步驟：(1)析因?qū)嶒?—— 找出主要影響因素 hf= f (d, l,μ,ρ, u,ε)(2)無量綱化 —— 減少工作量量綱分析法的基本依據(jù)：物理方程的量綱一致性力學(xué)范圍內(nèi)基本量綱。 質(zhì)量 [M]，長度 [L]，時間 [T]其它 量綱 均為導(dǎo)出 量綱 ，如密度 [ML3]。 f(hf, d, l,μ,ρ,u,ε)=0選 d, u,ρ為基本變量，將 hf, l, μ,ε無量綱化(3)實驗并數(shù)據(jù)處理因 ,習(xí)慣用 表示速度頭，則記摩擦系數(shù)以不同的 Re(方便地調(diào)節(jié) u)，不同的人工粗糙管 ,以水或空氣就可做實驗。 摩擦系數(shù) 莫迪圖層流時，管內(nèi)全部為層流， λ 與 ε /d無關(guān) 。湍流時，層流內(nèi)層厚度 δ ，δ ε ,水力光滑管 ,λ 與 Re有關(guān) ,與 ε /d無關(guān) ,δ ~ε, λ 與 Re、 ε /d都有關(guān) ,δ ε ,完全湍流粗糙管 ,λ 與 Re無關(guān) ,與 ε /d有關(guān)。同一根管子，可以既是光滑管，又是粗糙管。 查 Re=3105, ε/d= λ=查 Re=104, ε/d= λ=。 直管阻力損失的統(tǒng)一表達式 層流時： 湍流時： 把 λ ＝ 64/Re代入就是泊謖葉方程， 非圓形直管阻力損失 用當(dāng)量直徑 de這里 de僅用于 和速度 u為實際平均速度，而 局部阻力損失管件閥件處流道變化大，多發(fā)生邊界層脫體 , 產(chǎn)生大量旋渦，消耗了機械能。錄像 錄像 錄像局部阻力計算式工程上取 ， ζ—— 阻力系數(shù) 或 ， le—— 當(dāng)量長度實測的 ζ和 le已成圖表，供設(shè)計使用。注意 :① 兩種方法并不一致，都有近似； ② 計算所取速度要看圖表規(guī)定。阻力的單位有三種： ① 損失壓降 Pa=N/m2 ② 損失能量 J/kg ③ 損失壓頭 J/N=m 查截止閥全開 , 接管內(nèi)徑d=100mm時的當(dāng)量長度 le查管道出口損失 ζ值工程計算 (一 )水平管輸油在 250kPa的壓差下輸送 ρ=800kg/m3, μ=s的油品，管長 l+le =10km, 管內(nèi)徑 d=300mm。求 : 流量為多少 m3/s？解：畫 簡圖 ，從 1至 2排機械能守恒式 因 μ 較大，可先設(shè) Re2022， 層流驗原 設(shè) 成立， 計 算有效 工程計算 (二 )高位槽送液由一高位槽向攪拌反應(yīng)器送料，料液性質(zhì)同20℃ 的水，流量 , 鍍鋅鐵管 φ423mm, 管長10m， 90176。彎頭 4個，閘閥 (全開 )1個。試求： Z應(yīng)為多少 m。解：查 90176。 彎頭 ζ =,閘閥全開 ζ =,出口 ζ =1取 ε =,ε /d =,查 λ =。由高位槽液面至反應(yīng)器液面作機械能衡算兩個工程計算的不同特點：① 已知設(shè)備狀況，求生產(chǎn)能力 (輸送能力 ) —— 操作型問題② 已知生產(chǎn)能力要求，求設(shè)備狀況 —— 設(shè)計 型 問題理想流體： μ=0， Σhf=0實際流體： μ≠0， Σhf≠0所以 : 產(chǎn)生流動阻力的內(nèi)因：流體的粘性 產(chǎn)生流動阻力的外因：流體流動注意： 直管阻力損失應(yīng)與固體表面間的摩擦損失區(qū)別， 流體流動的直管阻力損失發(fā)生在流體內(nèi)部。比較： 層流 完全湍流 λ＝ f（ Re） λ＝ f（ ε/d） hf正比于 u hf正比于 u2 hf反比于 d4