流體流動及輸送機械(2)-在線瀏覽
2025-03-01 13:25本頁面
【正文】 ＝ umax， 即管中心流速為最大 2m a x 4puRl??? 2m a x 1rruuR??????????????流體在圓形直管內(nèi) 層流流動 時 ， 其 橫截面 上的速度在 縱截面 內(nèi)呈 拋物線分布 ， 空間旋轉(zhuǎn)拋物面分布 。 28puRl???23 2 /p lu d? ? ?泊稷葉方程 ， 毛細管黏度計理論公式 。 注意能量損失的幾個表示字母： ? 單位質(zhì)量流體衡算 ，能量 Σh f12，單位 J/kg； ? 單位重量流體衡算 ，能量損失 ΣH f12，單位 J/N=m。 流體流動阻力計算 流體流動 阻力 直管阻力 （ 沿程阻力 ） 局部阻力 流體流經(jīng)一定直徑的 直管 時由于內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力 ，與管長 （ 流過的路程 ） 成正比； 流體流經(jīng) 管件 、 閥門 、 拐彎 等 局部地方 由于流速大小及方向的突然改變而引起的阻力 。 ? 阻力分為兩類： 直管阻力 或 沿程阻力 、 局部阻力 直管阻力 （ 沿程阻力 ） 一 、 阻力的 表現(xiàn)形式 21 uu ?21 zz ?12fpp ph??? ?? ? ?管道水平放置時 ， 流動 阻力 表現(xiàn)為 靜壓能的減少 ； 只要能夠測量到 p p2， 就可以計算 hf 。 22121 1 2 21122 fppz g u z g u h??? ? ? ? ? ?二 、 直管阻力通式 流動過程的 推動力 ： ? ?4221dpp ??流體的 摩擦力 ： dlAF ??? ??dldpp ??? ?? 4)(2214flhd???令 28u??? ?平衡： 2282fluhud??? ? ?12()fpph???穩(wěn)定流動時推動力和內(nèi)摩擦力平衡： 4 lpd???分母 慣性力 有關(guān) ， 分子與 黏滯力 有關(guān) τ 比壓力差更難獲得 ！ —— 直管阻力通式 （ 范寧 Fanning公式 ） 其它形式： ? —— 摩擦系數(shù) （ 摩擦因數(shù) ） ， 無因次 。 λ ＝ ？ ★ 三 、 層流時的摩擦系數(shù) 232dlupf??? —— 哈根 泊謖葉 （ HagenPoiseuille） 方程 23 2 /p lu d? ? ?泊稷葉方程 ， 毛細管黏度計理論公式 能量損失： ? 層流時阻力與速度的一次方成正比 。 基本定理 ： π定理 設(shè)影響某一物理現(xiàn)象的 獨立變量數(shù)為 n個 ， 這些變量的 基本量綱數(shù) （ 因次數(shù) ） 為 m個 ， 則該物理現(xiàn)象可用 N＝ n－ m個獨立的準數(shù) （ 無因次數(shù)群 ） 表示 。 湍流時阻力的影響因素： （ 1） 流體的物理性質(zhì)： ?， ? （ 2） 管道的幾何尺寸和 管壁粗糙度 ： d， l， ? （ 3） 流動參數(shù)： u 2. 湍流時 λ 的準數(shù)化 （ 因次分析 ） ? ???? , ldufp f ??物理變量數(shù)： n＝ 7 基本因次： m＝ 3 準數(shù) （ 無因次數(shù)群 ） N＝ n－ m＝ 4， 即該過程可用 4個準數(shù)表示 。S） ；密度： ML3 因次分析過程 把各物理量的量綱代入得： 因次表達式 1 2 1 3 1 1( ) ( ) ( )a b c d e fM L T k L L L T M L M KL T L? ? ? ? ? ??整理得： 1 2 3d e a b c d e f c eM L T k M L T? ? ? ? ? ? ? ? ? ??因次一致： 1=d+e； 1=a+b+c3de+f； 2=ce 3個方程 ， 6個未知數(shù) ， 線性相關(guān) ， 把其中 3個表示為另外 3個的函數(shù) ，d=1e， c=2e， a=bef， 則： b 2 e 1 e e fb e ffh k d l u ?? ? ?? ? ?指數(shù)相同 的物理量整理在一起 ， 得 準數(shù)表達式： fb2 ( ) ( ) ( )ddf eh d u lku?????()a b c d e ffp k d l u ? ? ???d? —— 相對粗糙度 dl —— 管道的幾何尺寸 ， 長徑比 Re du???—— 雷諾數(shù) ， 慣性力和黏滯力的之比 根據(jù)實驗可知 ， 流體流動阻力與管長成正比 ， 即 b=1 或 (Re , )f d?? ?② ③
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