流體力學(xué)9講-(編輯修改稿)
2024-10-22 18:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ?幾乎不存在層流底層，這時(shí)邊壁對水流的阻力主要是粗糙度，而粘性切應(yīng)力幾乎不起作用。 介于以上二者之間的情況。 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） —— 流動(dòng)分區(qū)與沿程阻力系數(shù) 2 紊流的沿程損失 這里講的紊流的沿程損失規(guī)律適用于均勻流或漸變流 。 上一講推出了 均勻流基本方程 Rlgh f ?? 0?（ 54） RJ?? ?0又將量綱分析結(jié)果 引入，推出了均勻總流沿程水頭（能量）損失與阻力系數(shù)的關(guān)系： 20 8 V??? ?gVRlhf 242??達(dá)西公式 （ 58） Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） —— 流動(dòng)分區(qū)與沿程阻力系數(shù) 2 紊流的沿程損失 達(dá)西公式 適用于層流，也適用于紊流，但層流與紊流的沿程阻力系數(shù) 是不一樣的，與雷諾數(shù)及壁面粗糙度有關(guān) ?)( R e, skf??對于 層流 Re64?? （ 519） 表明沿程阻力系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān) 對于 紊流 ， 的表達(dá)式要復(fù)雜得多。有了上述關(guān)于紊流特征的基礎(chǔ)，現(xiàn)在可以討論紊流沿程阻力系數(shù)的表達(dá)式。 ? Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） —— 流動(dòng)分區(qū)與沿程阻力系數(shù) 2 紊流的沿程損失 實(shí)際工程中，流動(dòng)邊壁條件很不規(guī)則，壁面粗糙度無任何規(guī)律，因此阻力系數(shù)只有通過實(shí)驗(yàn)得到一些 經(jīng)驗(yàn)關(guān)系 。 著名的阻力實(shí)驗(yàn)：由尼古拉茲阻力實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出了至今仍在使用的阻力系數(shù)計(jì)算式。 實(shí)驗(yàn)按流態(tài)和紊流管壁粗糙度分區(qū)得出不同區(qū)的沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系。 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） —— 流動(dòng)分區(qū)與沿程阻力系數(shù) 2 紊流的沿程損失 1 3 4 5 6lgRe層流區(qū)流態(tài)過渡區(qū)紊流光滑區(qū)紊流粗糙區(qū)紊流過渡區(qū))100lg( ?尼古拉茲實(shí)驗(yàn)結(jié)果簡圖 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） —— 流動(dòng)分區(qū)與沿程阻力系數(shù) 2 紊流的沿程損失 尼古拉茲的流動(dòng)分區(qū)與阻力系數(shù) 表達(dá)式 ?首先流動(dòng)有流態(tài)分區(qū)，分為層流、過渡流態(tài)與紊流；然后對紊流再按壁面粗糙度分為水力光滑區(qū)、紊流粗糙區(qū)、過渡區(qū)。 層流流態(tài)區(qū) ：①用流態(tài)判別條件： 2 0 0 0Re ???Vd②阻力系數(shù)： ，與粗糙度無關(guān)； Re64??過渡流態(tài)區(qū) ①判別條件： 4 0 0 0Re2 0 0 0 ??? ?Vd②阻力系數(shù)： 圖中 黃色數(shù)據(jù)點(diǎn)區(qū)域 Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） —— 流動(dòng)分區(qū)與沿程阻力系數(shù) 2 紊流的沿程損失 尼古拉茲的流動(dòng)分區(qū)與阻力系數(shù) 表達(dá)式 ?紊流流態(tài)區(qū) ： ①流態(tài)判別條件 ： 4000Re ???Vd②阻力系數(shù)表達(dá)式在水力光滑區(qū)、紊流粗糙區(qū)及過渡區(qū)有不同的公式 A 水力光滑區(qū)：⑴ 滿足水力光滑壁面條件： 0??sk （ 525） 或 粗糙雷諾數(shù) ?? ?? ?uk s （ 526） ⑵ 阻力系數(shù)表達(dá)式： ? ? ?? ?? （ 527） 水力光滑區(qū)阻力系數(shù)僅與 Re有關(guān) Ch. 5 層流、紊流及其能量損失 （ 2） —— 流動(dòng)分區(qū)與沿程阻力系數(shù) 2 紊流的沿程損失 尼古拉茲的流動(dòng)分區(qū)與阻力系數(shù) 表達(dá)式 ?B 紊流粗糙區(qū)：⑴ 滿足壁面條件： （ 529） 或 粗糙雷諾數(shù) （ 530） ⑵ 阻力系數(shù)表達(dá)式： （ 531） 紊流粗糙區(qū)阻
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