流體力學(xué)課件第四章黏性流體的運(yùn)動(dòng)和阻力計(jì)算-展示頁
2025-05-09 04:12本頁面
【正文】 度—— 下 臨 界速度層 流 湍流的 臨 界速度 —— 上 臨 界流速湍流 層 流的 臨 界速度 —— 下 臨 界流速9① 當(dāng)流速大于上 臨 界流速 時(shí)為 紊流；② 當(dāng)流速小于下 臨 界流速 時(shí)為層 流；③ 當(dāng)流速介于上、下 臨 界流速之 間時(shí) ，可能是 層 流也可能是紊流， 這 與 實(shí)驗(yàn) 的起始狀 態(tài) 、有無 擾動(dòng) 等因素有關(guān)，不 過實(shí) 踐 證 明，是紊流的可能性更多些。? 由于實(shí)際流體都是有粘性的，所以流體在管路中流動(dòng)必然要產(chǎn)生能量損失。 局部阻力系數(shù)的確定167。 圓 管中的湍流流 動(dòng)167。 能量 損 失的兩種形式167。 流體力學(xué)與流體機(jī)械浙江工 業(yè) 大學(xué)*2第四章 黏性流體運(yùn) 動(dòng) 及其阻力 計(jì) 算167。 粘性流體的兩種流 動(dòng) 狀 態(tài) 167。 圓 管中的 層 流流 動(dòng)167。 管中流 動(dòng) 沿程阻力系數(shù)的確定167。 管路 計(jì) 算3概述? 流體在管路中的流動(dòng)是工程實(shí)際當(dāng)中最常見的一種流動(dòng)情況。? 本章將主要討論不可壓縮流體在管路中的流動(dòng)規(guī)律，其中包括流動(dòng)狀態(tài)分析，能量損失計(jì)算方法等，進(jìn)而解決工程中常見的管路系統(tǒng)計(jì)算問題。雷 諾實(shí)驗(yàn) 表明：l 在相同的玻璃管徑下用不同的液體 進(jìn) 行 實(shí)驗(yàn) ，所 測(cè)得的 臨 界流速也不同，黏性大的液體 臨 界流速也大；l 若用相同的液體在不同玻璃管徑下 進(jìn) 行 試驗(yàn) ，所 測(cè)得的 臨 界流速也不同，管徑大的 臨 界流速反而小。l 下 臨 界雷 諾 數(shù)l 上 臨 界雷 諾 數(shù)雷 諾 數(shù)是判 別 流體流 動(dòng) 狀 態(tài) 的準(zhǔn) 則 數(shù)l 當(dāng) 時(shí) ，流 動(dòng) 狀態(tài) 可能是 層 流，也可能是紊流， 處 于極不 穩(wěn) 定的狀 態(tài) ，任意微小 擾動(dòng) 都能破壞 穩(wěn) 定， 變?yōu)?紊流。是流 態(tài) 的判 別標(biāo) 準(zhǔn)只取決于水流的 過 水?dāng)嗝嫘螤? 二、雷 諾 數(shù) 雷 諾 數(shù)是判 別 流體流 動(dòng) 狀 態(tài) 的準(zhǔn) 則 數(shù)上 臨 界雷 諾 數(shù)在工程上一般沒有 實(shí) 用意 義 ，故通常都采用下 臨 界雷 諾 數(shù)作 為 判 別 流 動(dòng) 狀 態(tài) 是 層 流或紊流的準(zhǔn) 則數(shù)。水力半徑 R=A/χA： 過 流斷面的面 積 χ： 過 流斷面與固體 邊 界相接觸的周界 長 ， 簡(jiǎn) 稱濕周對(duì) 于 圓 形管道： R=A/χ=πr2/2 πr=d/4對(duì) 于非 圓 截面管道：當(dāng)量直徑 de=4R=4A/χ12二、雷 諾 數(shù)l 物理意義慣 性力黏性力 由此可知雷 諾 數(shù)是 慣 性力與黏性力的比 值 。l 雷 諾 數(shù)小，表示黏性力起主 導(dǎo) 作用，流體 質(zhì) 點(diǎn)受黏性的 約束， 處 于 層 流狀 態(tài) ；l 雷 諾 數(shù)大表示 慣 性力起主 導(dǎo) 作用，黏性不足以 約 束流體質(zhì) 點(diǎn)的紊亂運(yùn) 動(dòng) ，流 動(dòng) 便 處 于紊流狀 態(tài) 。14三、沿程 損 失和平均流速的關(guān)系 測(cè) 得的平均流速和相 應(yīng) 的 壓頭損 失u對(duì) 于管壁非常光滑的管道u 對(duì) 于管壁粗糙的管道式中 k為 系數(shù)， m為 指數(shù)，均由 實(shí)驗(yàn) 確定 層 流狀 態(tài)紊流狀 態(tài)m=1m=5~2可能是 層 流，也可能是紊流一、 層 流（ laminar flow ），亦稱片流：是指流體 質(zhì) 點(diǎn)不相互混 雜 ，流體作有序的成 層 流 動(dòng) 。 （ 4）在流速 較 小且雷 諾 數(shù) Re較 小 時(shí)發(fā) 生。 l 特點(diǎn)： （ 2）紊流受粘性和紊 動(dòng) 的共同作用。 （ 3）水 頭損 失與流速的 ~2次方成正比。 （ 4）在流速 較 大且雷 諾 數(shù) 較 大 時(shí)發(fā) 生。 l 理想流體微元流束的伯努利方程l 黏性流體 總 流的伯努利方程l 二者區(qū) 別 ： 速度能量 損 失17 流體能量 損 失的形式一、沿程阻力? 流體在管道中流 動(dòng)時(shí) ，由于流體與管壁之 間 有 粘附作用，以及流體 質(zhì) 點(diǎn)與流體 質(zhì) 點(diǎn)之 間 存在著 內(nèi)摩擦力 等，沿流程阻礙著流體運(yùn) 動(dòng) 的阻力稱 為 沿程阻力 。 達(dá)西 ——威斯巴赫公式 式中 ： λ —— 沿程阻力系數(shù) (無量 綱 ) v —— 管子有效截面上的平均流速L —— 管子的 長 度 d
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