層流流動及湍流流動-資料下載頁
2025-04-29 05:54本頁面
【正文】 64??紊流 )( R e,1 df ???是一個只能由實驗確定的系數(shù)。 沿程阻力系數(shù) d? :相對粗糙度 ,其值越大 ,表示管壁越粗糙 所以，計算紊流fh的關(guān)鍵是確定 ? 。 gvdlhf 22?? ?， 對確定的流動， vdl , 是已知的，只要知道 ? 既可求出fh，但 ? 取決于流動狀態(tài)，對于層流，eR/64??（理論分析式并為實驗所證實），對于紊流?????? ????dRfFe18??只能由實驗來確定（提出假設(shè) → 實驗修正 → 經(jīng)驗或半徑驗公式）。因此本節(jié)重點是確定 ? 。 第五節(jié) 沿程阻力系數(shù)的確定 ?1. 尼古拉茨實驗 確定阻力系數(shù) 是雷諾數(shù) Re 及相對粗糙度 之間的關(guān)系，具體關(guān)系要由實驗確定，最著名的是尼古拉茨于 1932～1933年間做的實驗。 ? d?由圖可以看出 與 及 的關(guān)系可以分成五個區(qū)間，在不同的區(qū)間，流動狀態(tài)不同，的規(guī)律也不同。 ? d?Re第Ⅰ區(qū)間 — 層流區(qū)， Re 232 0 ( 即 Relg 3. 36 ) 。 ? 與 Re 的關(guān)系點都集中在直線 Ⅰ 上 , 即 ? 只與 Re 有關(guān)而與r?無關(guān)，符合Re64??。 第 Ⅱ 區(qū)間 — 層流到紊流的過渡區(qū)， 2 3 2 0 Re 4 0 0 0 ( 即 3 . 3 6 Relg 3 .6 ) 。在此區(qū)間內(nèi)， ? 急劇 ↗ ，所有實驗點幾乎都集中在 Ⅱ 線上，該區(qū)無實用意義。 第Ⅲ區(qū)間 — 水利光滑管紊流區(qū)， 400 0 Re 78)(?d 。對某一 r/? 的管流來說，在一定的 Re 下，如果 ? ? ，即為水力光滑管，則實驗點就都集中在直線Ⅲ上，表明 ? 與 ? 仍然無關(guān)，只與 Re 有關(guān)。 r/? ↗ 的管流，其實驗點愈早 ( 即 Re 愈小的情況下 ) 離開直線 Ⅲ 。 第Ⅳ區(qū)間 — 水力光滑管到水力粗糙管的過渡區(qū)，78)(?d Re )(?d?。在此區(qū)間內(nèi)，隨著 Re ↗ ，各種 r/? 的管流的 ? ↘ ，以致 r/? 較大的管流，其 ? 早一些時候 ( 即雷諾數(shù)較小時 ) 便與 ?/d 有關(guān)（即轉(zhuǎn)變?yōu)樗Υ植诠埽?；?r/? 較小的管流，其 ? 遲些時候 ( 即 Re 較大時 ) 才出現(xiàn)這一情況。 )Re68( ??? d? 第 Ⅴ 區(qū)間 — 水力粗糙管區(qū) ， Re )(?d? 。到達這一區(qū)間后，每一 r/? 的管流的實驗點連線，幾乎都是與 Relg 軸平行的，即 λ 與 Re 無關(guān)。 r/? ↗ ， λ ↗ ，fh∝ 2v ， 稱此區(qū)間為 完全粗糙區(qū) 或 阻力平方區(qū) 。 2][1??? r?? 1940 年美國普林斯登大學(xué)的莫迪對天然粗糙管（指工業(yè)用管）作了大量實驗，繪制出 ? 與 Re 及 r/? 的關(guān)系圖，即著名的莫迪圖，供實際計算使用。 例如： Re =9 0 2 8 6 6 ， d/? =0 .0 0 0 5 2 ，查莫迪圖，得 ? =0 .0 1 7 Re =9 0 2 8 6 6 ， d/? =0 .0 0 1 6 ，查莫迪圖，得 ? =0 .0 2 2 例 長度 l=1000m，內(nèi)徑 d=200mm的普通鍍鋅鋼管，用來輸送粘性系數(shù) v=，測得其流量Q=38l/s，求其沿程阻力損失。 解 AQv? ???? 22 4 dQ?2 3 2 06 8 1 73 5 201 2 1Re ????? ?vd 紊流 由于 Re =68174000 而 2 6 .9 8 3 3 7 7 01 4 ?????????????? ?d， 符合條件 4 0 0 0 ? Re ? 2 6 .9 8 78?????? ?d 故為水力光滑管，則 ???? 3. 計算沿程阻力損失 fh 1 0 0 00 3 4 22??????? gvdlh f ? ????? ?? dm油柱 mm 因為 ?? mm ?? 0 .3 9 m m ， 故確為水力光滑管。 ?作業(yè) : page 63,15
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