【正文】 阻力主要集中在 邊界層內(nèi) ，尤其在 層流內(nèi)層 中，而且邊界層還集中了傳熱和傳質(zhì)的阻力。邊界層及邊界層脫體⑵ 管流時的邊界層邊界層的形成⑴ 流體在平板上流動時的邊界層 注意：層流邊界層和層流內(nèi)層的區(qū)別層流邊界層湍流邊界層層流內(nèi)層邊界層界限u0u0u0xy層流邊界層：邊界層內(nèi)的流動類型為 層流湍流邊界層：邊界層內(nèi)的流動類型為 湍流層流內(nèi)層：邊界層 內(nèi)近壁面處一薄層 ，無論邊界層內(nèi)的流型為層流或湍流，其流動類型均為 層流一、邊界層 (Boundary如果在流速均勻的流體中放置一個固體（平板、球體或圓柱體），流體將發(fā)生怎樣的運動？返回湍流時，動量傳遞不僅起因于分子運動，且來源于流體質(zhì)點的橫向脈動 ，故不服從牛頓粘性定律，如仍希望用其形式，則：—— 湍流粘度 ， 無法試驗測定或理論計算湍流的基本特征二、湍流粘度層流時式中的動量傳遞湍流時流體質(zhì)點總體上沿軸向運動，但在徑向上還有 脈動 ， 流體質(zhì)點彼此間碰撞劇烈，阻力損失比因摩擦力而引起阻力損失大的多 。如右圖，湍流流體某質(zhì)點 i的速度脈動曲線，該質(zhì)點的速度在一平均值（稱為 時均值 ）上下波動。返回在一般工程計算中， Re為判據(jù)將流動劃分為三區(qū)，但是只有兩種流型，即 層流和湍流 。4000，一般都出現(xiàn)湍流，此為湍流區(qū)注意 ：4000，有時出現(xiàn)層流，有時出現(xiàn)湍流，依賴于環(huán)境，此為過渡區(qū) 流動的型態(tài)判據(jù)因此，無論采用何種單位制，只要數(shù)群中各物理量的單位一致，所算出的 Re值必相等。流動的型態(tài)雷諾準(zhǔn)數(shù)的因次 Re準(zhǔn)數(shù)是一個 無因次數(shù)群 。定義雷諾數(shù) Re所以，其 物理意義 是：慣性力與粘性力的比值。number)影響流動狀況因素流動的型態(tài)二、流型的判據(jù) —— 雷諾數(shù) Re同樣，點 i的流體質(zhì)點的壓強也是脈動的，可見 湍流實際上是一種不穩(wěn)定的流動。質(zhì)點的 脈動是湍流運動的最基本特點。如下圖流動的型態(tài)湍流流體質(zhì)點作 直線運動 ，即流體 分層流動 ，層次分明，彼此 互不混雜 ， 質(zhì)點無徑向混合 。Flow)and圓管內(nèi)部流體運動的數(shù)學(xué)描述返回湍流的基特征流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1883年，著名的雷諾 (Reynolds)實驗提示了流動的兩種型態(tài)。(2)流體流動的阻力： u小， hf與 u成正比； u大， hf與u的 ~2次方成正比。流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題的引出：本節(jié)的目的 是了解流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以便為阻力損失計算打下基礎(chǔ)。(3) (2) 簡要分析在 微觀尺度 上流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為流動阻力的計算奠定理論基礎(chǔ)。 本節(jié)內(nèi)容提要 動量守恒 有興趣的同學(xué)自學(xué)，一般了解。機械能守恒小結(jié)：不可壓縮、理想流體、定態(tài)流動時的機械能守恒 (柏努利方程式 )為p2=0u0=2/0/02其中 Z0=H0=0， Z2=H=與高位槽液面 22180。機械能守恒把已知量代入上式可得： p1=105Pa，u2=0, 間列柏努利方程，以貯槽液面為基準(zhǔn)水平面，得：1/12/2已知量： Z1=H2=5m在壓力表所在截面 11180。機械能守恒解： 兩槽液面的高度差 H當(dāng)輸水量為 36m3/h時，進(jìn)水管道全部阻力損失為 ，出水管道全部阻力損失為 ，壓力表讀數(shù)為 105Pa，泵的效率為 70%，水的密度 ?為 1000kg/m3，試求：（ 1）兩槽液面的高度差 H為多少？（ 2）泵所需的實際功率為多少 kW ？ 截面的選取 進(jìn)行能量衡算必須選擇，水平基準(zhǔn)面一般選擇 地面、樓面或設(shè)備基礎(chǔ)、管子和設(shè)備中心 ， 截面至基準(zhǔn)面的垂直距離必須是可知 。機械能守恒在流程圖或流程示意圖上選擇 衡算范圍，應(yīng)包含待求參數(shù)，弄清流動方向 ?！?速度 頭 ， 單 位重量流體所具有的 動 能。 不同衡算基準(zhǔn)下的柏努利方程J/kgm—— 位 頭 ， 單位重量流體所具有的 位能 。以后可以把 上的－去掉， u表示平均速度 μ0代替。實際 流體 ( ） 修正之一： μ0機械能守恒所以：理想流體的柏努利方程式為：⑴ 理想流體管截面流速分布均勻，各點的動能相等。機械能守恒沿流線（歐拉考擦法，固定截面上考擦）的機械能守恒定態(tài)流動，流線與軌跡線重合，上式仍適用，即：理想流體管流的機械能守恒 流體微元在流動過程中與其它微元之間 未發(fā)生機械能交換量 機械能守恒以上三式相加得：若流體僅在重力場中流動，取 z軸垂直向上，則：上式成為對不可壓縮流體， ρ＝常數(shù)，積分上式得此式稱為 沿軌線的柏努利(Bernoulli)方程在運動流體中，立方體微元表面不受剪應(yīng)力（ ∵ 設(shè) μ＝0），微元受力與靜止流體相同（體積力＋表面力）但受力不平衡造成加速度（力＝質(zhì)量 加速度， 力 /質(zhì)量＝加速度 ），即?修正流動系統(tǒng)的機械能衡算（消去熱能和內(nèi)能） 比較直觀，較簡單(2)能量衡算法 比較嚴(yán)格，較繁瑣柏努利方程式的推導(dǎo)方法一般有兩種 (1)理論解析法 柏努利方程式是流體流動中機械能守恒和轉(zhuǎn)化原理的體現(xiàn)。u形管壓差計中的應(yīng)用 — 壓力的測定返回of對圓形截面管道，體積流量一定時，流速與管徑的平方成正比，此規(guī)律與 管路的安排以及管路上是否裝有管件、閥門或輸送設(shè)備等 都無關(guān)。質(zhì)量守恒對 不可 壓縮 流體：對圓形截面管道： 對均勻直管： 流入 流出 =積累注意：由于氣體的體積流量 qV隨溫度、壓強而變，所以氣體流速亦隨 t、 p而變，因此，對于氣體在管內(nèi)流動的有關(guān)計算，采用 不隨狀態(tài)變化的質(zhì)量流速 較為方便，如計算氣體雷諾準(zhǔn)數(shù) ，哪個方便？質(zhì)量守恒 問題 ：粘性流體，圓管內(nèi)同一截面上各點流速不同，怎么樣求平均流速？流體在管截面上的速度分布規(guī)律較為復(fù)雜，如在工程上為計算方便起見，流體的流速通常指 整個管截面上的平均流速 ，其表達(dá)式為：常用 注意 ：流量是一種 瞬時的特性 ，不是某時間內(nèi)累計流過的量。⑵ 質(zhì) 量流量 （ Kg/s或 Kg/h）與 的關(guān)系為：⑶⑴ 體積流量 ( 或 )，解題指南用由于氣體的體積與其狀態(tài)有關(guān)，因此對氣體的體積流量，須說明它的溫度 t和壓強 p。 流量是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的物質(zhì)量稱為 流量 。質(zhì)量守恒一、基本概念流量返回表示。機械能守恒流體流動中的守恒定理 正確確定衡算范圍（上、下游截面的選?。┦墙忸}的關(guān)鍵 。通過實例加深對這兩個方程式的理解。 本節(jié)學(xué)習(xí)要求 學(xué)會運用兩個方程解決流體流動的有關(guān)計算問題流體流動中的守恒定理本節(jié)將解決以下問題：研究的內(nèi)容是什么？采用什么研究方法？得到什么結(jié)論？工程上有什么用途？返回 方程式子 — 牢記 靈活應(yīng)用 高位槽安裝高度 ? 物理意義 — 明 確 解決問題 輸送設(shè)備的功率 ? 適用條件 — 注 意壓強的靜力學(xué)測量方法三、液位的測定圖返回作業(yè)： P56為了保證安全，在實際安裝時使管子插入液面下的深度應(yīng)比計算值略小些，使超壓力及時排放；對于防止氣體泄漏，應(yīng)比計算值略大些，嚴(yán)格保證氣體不泄漏。應(yīng)為液封高度可根據(jù)靜力學(xué)基本方程式進(jìn)行計算。例如煤氣柜通常用水來封住，以防止煤氣泄漏。安全液封動畫控制器 內(nèi)壓力不變或者防止氣體泄漏 。壓強的靜力學(xué)測量方法對于水平面 56，即有：對于鍋爐的表壓，即有：靜壓強計算壓強的靜力學(xué)測量方法若容器 A內(nèi)為氣體，則 ?gh項很小可忽略，于是：壓強的靜力學(xué)測量方法 U形壓力計 單管壓力計只能用來測量 高于大氣壓的液體壓力，不能測氣體壓力 。式中 Pa為當(dāng)?shù)卮髿鈮?。壓強的靜力學(xué)測量方法兩點在相連通的同一靜止流體內(nèi)，兩點處靜壓強相等 ? 型管內(nèi)位于同一水平面上的 U型管壓差計、微差壓差計。型管壓差計、傾斜 型管壓差計、倒 普通 測量壓強的儀表很多，現(xiàn)僅介紹以流體靜力學(xué)基本方程式為依據(jù)的測壓儀器 液柱壓差計 。本節(jié)介紹它在測量液體的壓力和確定液封高度等方面的應(yīng)用。流體靜力學(xué)原理的應(yīng)用很廣泛，它是 連通器和液柱壓差計 工作原理的基礎(chǔ)，還用于容器 內(nèi)液柱 的測量， 液封裝置，不互溶液體的重力分離（傾析器） 等。壓強的靜力學(xué)測量方法表壓強　 壓強表上的讀數(shù)，表示被測流體的絕對壓強比大氣壓強高出的數(shù)值，即 :表壓強 絕對壓強 三、壓強的基準(zhǔn)但習(xí)慣上還采用其它單位，它們之間的換算關(guān)系為：1atm= kgf/cm2 =760mmHg= = bar =105Pa ?單位垂直作用于單位面積上的表面力稱為流體的靜壓強 ,簡稱壓強。壓強的表示方法一、壓強 等高面即為等壓面。壓強能與位能物理意義：壓強能 +位能 =常數(shù)，總勢能保持不變。請判斷下面哪些是等壓面？返回各項均除以密度和 g，可得進(jìn)一步化簡可得：但必須注明是何種液體 壓強或壓強差的大小可用某種液體的液柱高度表示， 衡算基準(zhǔn)不同，方程形式不同。