[工學(xué)]流體力學(xué)劉鶴年第六章-資料下載頁
2025-01-19 11:29本頁面
【正文】 ）二次流也是損失產(chǎn)生的原因。 二次流使 局部損失 進(jìn)一步加 劇。 H E G F E H 由于受離心力作用， E 點壓強增加； H 點壓強減少。 E 處： p↗ ； H 處： p↘ 。 兩側(cè)壁 G 、 F 壓強不變。 （ 1）突變處的局部損失； （ 2）下游一定影響范圍內(nèi)的局部損失。 —— 局部阻礙在下游一定范圍內(nèi)的 影響距離 。 影響長度 局部水頭損失的構(gòu)成： g v h j 2 2 ? ? 二、局部損失計算公式 ζ=f (局部阻礙的形狀 )， 可由實驗得到或 查相關(guān)表格。 三、幾種典型的局部損失計算 突擴管路局部損失計算 : g v g v A A h j 2 2 ) 1 ( 2 1 1 2 1 2 2 1 ? ? ? ? g v g v A A h j 2 2 ) 1 ( 2 2 2 2 2 2 1 2 ? ? ? ? 或： 可依據(jù) 動量方程， 能量方程，連續(xù) 性方程 推導(dǎo)之。 1 1 2 2 公式推導(dǎo)的幾個假設(shè)條件： （ 1） α1=α2=β1=β2=1 .0 （ 2） 沿程損失忽略不計，即 : hf = 0 （ 3） 可近似地認(rèn)為過流斷面為漸變流過流斷面。 （ 4） 環(huán)行斷面上的動壓分布符合靜壓分布。 p = pCA 1 1 2 2 列 11和 22斷面的能量方程 jhgvgpzgvgpz ??????2222222111 ??列動量方程 ? ? ? ?122122221 vvQzzgAApAp ????? ??? ?gvvhj 2221 ??由連續(xù)性方程 2211 AvAv ?gvgvAAhj 22121121221 ?????????? ??或 gvgvAAhj 22122222212 ?????????? ??注意： ζ1→ v1； ζ2→ v2 特例： ζ =1—— 管道的出口損失系數(shù) ζs 主要發(fā)生在細(xì)管內(nèi)收縮斷面附近的旋渦區(qū)。其局部水頭損失系數(shù)決定于收縮面積比 A2/A1，其值按經(jīng)驗公式計算，與收縮斷面平均速度 v2相對應(yīng) 特例： ζs=—— 管道的入口損失系數(shù) 自學(xué) 其它局部系數(shù)計算 （ 1）漸擴管 ? ? gvnh f 2112s i n8212 ?????? ????gvnkh ex 211 212?????? ??當(dāng) α≤20176。 ， k=sinα ? ?2211112s i n8 ?????? ???????? ??nkn???ζ—— 公式、圖表 α=5176。 ~8176。 ， ζ最小 （ 2）漸縮管 α—— 收縮角 n=A2/A1—— 收縮面積比 ζ→ v1 2v??（ 3）彎管 二次流 → 螺旋運動 影響長度 —— 50倍管徑 減小彎管轉(zhuǎn)角 θ、增大 R/d（曲率半徑與 管徑之比） ，減小二次流 前面所給出的局部損失系數(shù) ζ一般是指在局部阻礙前后都有足夠長的管段，使流入和流出局部阻礙的流動具有恢復(fù)均勻流正常流速分布與脈動強度的條件下所測得的。 局部損失也包括阻礙范圍內(nèi)的損失及影響長度內(nèi)的附加損失 。當(dāng)兩局部阻礙較近時，會產(chǎn)生相互干擾，而相互干擾的結(jié)果則有可能使損失增大，也有可能使其減小。故對一般的局部損失應(yīng)加以修正，變化幅度約為單個正常局部損失總和的 — 3倍。但目前尚無甚解決辦法，在實際工程中為安全起見，通常按互不影響來單獨計算之，然而再相加。 四、各種局部阻力之間的相互干擾 例 如圖所示流速由 v1變?yōu)?v2的突然擴大管中，如果中間加一中等粗細(xì)管段使形成兩次突然擴大，略去局部阻力的相互干擾，即用疊加方法。試求： （ 1） 中間管中流速為何值時，總的局部水頭損失最小； （ 2） 計算總的局部水頭損失，并與一次擴大時相比較。 解（ 1）兩次突然擴大時的局部水頭損失為 中間管中流速為 v，使其總的局部水頭損失最小時 即 得 （ 2）總的局部損失為 因為一次突然擴大時的局部水頭失 ，所以兩次突然擴大時總的局部水頭損失為一次突然擴大時的二分之一。 五、減小阻力的措施 減小阻力可節(jié)省能源，故減阻在節(jié)能上的意 義不可忽視。 改進(jìn)流體外部邊界，改善邊壁對流動的影響。 如： 5 降低紊流粗糙區(qū)和過渡區(qū)的沿程阻力； 1 減小管壁粗糙度； 4 直角改為斜角等。 3 用柔性邊壁代替剛性邊壁； 2 一次擴大改為二次擴大； 6 彎管（彎管直徑 d大、彎轉(zhuǎn)半徑 R 較小時） 上加導(dǎo)流葉片； 在流體內(nèi)部投放少量添加劑 ， 使其影響流體的內(nèi) 部結(jié)構(gòu) ， 以達(dá)到減阻的目的 。 此法是近二十年才 迅速發(fā)展起來 、 開始用于工業(yè)技術(shù)中 ， 從其實 驗結(jié)果及少數(shù)生產(chǎn)使用看 ， 其減阻效果突出 。 如在集中供熱、原油輸送及空調(diào)水輸配中加入聚合物添加劑 。 這是流體力學(xué) 一項富有生命力的 研究課題。 v v v v v v ，當(dāng)其它條件相同時，若改變流向，在突變處所產(chǎn)生的局部水頭損失是否相等？為什么？ 答： 不等；固體邊界不同，如突擴與突縮 ？選用時應(yīng)注意什么？ 答： 固體邊界的突變情況、流速；局部阻力系數(shù)應(yīng)與所選取的流速相對應(yīng)。 ？ 答： 讓固體邊界接近于流線型。 思考題：
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