流體水特性ppt課件-閱讀頁(yè)
2025-05-27 05:05本頁(yè)面
【正文】 ?? ????? 21vvfe p d vhQU90 ? ? ?? ????????? fevvhWpdvpvuZg 2122? ? ? ? ??? ???? 212121ppvvvd pp d vpvdpv??? ??????? fepp hWv d puZg 212291 ? ? ? pppvv d ppp?????12212）柏努利（ Bernouli）方程式 對(duì)不可壓縮流體，其比容 ? 和密度 ? 為常數(shù)，故有： ???????? fe hpugZWpugZ ?? 22221211 22???????? fe hWpuZg ?2292 時(shí)，可得：且對(duì)理想氣體 00 ??? ef Wh??22221211 22pugZpugZ ?????討論： ? 理想流體在管道內(nèi)作定態(tài)時(shí)，無外功加入，其總機(jī)械能在各截面處相等； 93 ? 有效功率 Ne = We ws ? 對(duì)可壓縮流體 ，當(dāng) ( p1 p2 ) / p1 20% 時(shí)，上式仍可用， p 取平均值； ? 當(dāng)流體靜止時(shí)， u = 0，則可得到流體靜力學(xué)方程式。 99 柏努利方程式的應(yīng)用 100 流動(dòng)類型與雷諾準(zhǔn)數(shù) 前面所提到的流體內(nèi)可視為分層流動(dòng)的型態(tài)，僅在流速較小時(shí)才出現(xiàn)，流速增大或其他條件改變，會(huì)發(fā)生另一種與此完全不同的流動(dòng)型態(tài)。 流體流動(dòng)現(xiàn)象 101 1）實(shí)驗(yàn)裝置 102 2）實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象 滯流或稱層流 湍流或稱紊流 103 3）影響流動(dòng)類型的因素 流速 u、管徑 d、流體的粘度 ?、密度 ? 能否用更少的參數(shù)代替流速、管徑、流體的粘度、密度等參數(shù)來確定流動(dòng)類型呢？ 104 4）雷諾準(zhǔn)數(shù) 雷諾通過分析研究發(fā)現(xiàn)：將影響流動(dòng)類型的諸因素組合成數(shù)群 du? /? ，其值的大小可以判斷流動(dòng)屬于滯流還是湍流，這個(gè)數(shù)群稱雷諾數(shù)，用符號(hào)來 Re 表示。 105 duudu???? 2Re ??? u2： 單位時(shí)間通過單位管截面的動(dòng)量； ? u / d：流體的剪應(yīng)力。 106 1）雷諾準(zhǔn)數(shù) 的不同 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)： 流體在圓形直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)， Re ＜ 2022 滯流或?qū)恿? Re ＞ 4000 湍流或紊流 2022 ? Re ? 4000 過渡流 107 2）流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式 滯流：軸向運(yùn)動(dòng) 湍流 : 軸向運(yùn)動(dòng)、徑向運(yùn)動(dòng) 3）速度分布不同 4） 流動(dòng)阻力產(chǎn)生的依據(jù)不同 滯流：內(nèi)摩擦應(yīng)力 湍流：內(nèi)摩擦應(yīng)力和湍流應(yīng)力 108 流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的速度分布 1） 層流 τ109 設(shè)流體在半徑為 R的水平直管內(nèi)作滯流流動(dòng)，于管軸心處取一半徑為，長(zhǎng)度為的流體柱為研究對(duì)象。 2RVu s??? ? ?? ?? R rR rs rd rurd ruV 00 22 ??? ?224rRlpu fr ????113 22328dlpRlpu ff???????2m axuu ?114 由于湍流運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，尚未能從理論上推倒出管內(nèi)的速度分布式，只能用經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)。 n 的值在 6 至 10 之間，雷諾數(shù)愈大， n 的值也愈大，當(dāng) Re = 105 左右時(shí)， n = 7。 平均流速 u： 2071m ax 12Rrd rRruR? ????????m a u?116 邊界層的概念 實(shí)際流體與固體壁面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體內(nèi)部都有剪應(yīng)力作用。遠(yuǎn)離壁面處的速度變化很小，作用于流體層間的剪應(yīng)力也小到可以忽略，這部分流體便可以當(dāng)作理想流體。這就是本世紀(jì)初普蘭德提出的邊界層學(xué)術(shù)的出發(fā)點(diǎn)。 119 120 121 邊界層分離 ：邊界層脫離壁面的現(xiàn)象。 流體沿壁面流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)阻力稱 摩擦阻力 。所以， 流動(dòng)阻力的大小與流體本身的物理性質(zhì)、流動(dòng)狀況及壁面的形狀等因素有關(guān)。 ：局部阻力：直管阻力1ffhh125 流體在直管中的流動(dòng)阻力 126 p 1 p 2udlFFu2211127 ??? ff hp ????????? fe hpugZWpugZ ?????? 22221211 22fe puZgWppp ??????????2212 ???21 pppp f ??????令水平直管128 dlSFdpPdpPFPP????????????22221121440044 2221 ???? dldpdp ????ff hpdlpp ?? ?????? 42128u??? ?282244 222221 udluudludlpphf ??????? ??????令 摩擦系數(shù)129 ??????????2222udlpudlhff??? 由于總摩擦應(yīng)力包括粘性摩擦應(yīng)力和湍流應(yīng)力，所以流型有影響，另外，管壁的粗糙度也有影響，下面分別加以討論 。 132 232 dlpu f???232 22udldlupf??? ???eRdudu646464????????133 1）量綱分析 量綱一致性原則：凡是根據(jù)基本物理規(guī)律導(dǎo)出的物理方程，其中各項(xiàng)的因次必然相同。 K， b， k， q值通過實(shí)驗(yàn)確定。 137 138 由圖可看出：摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)及相對(duì)粗糙度的關(guān)系可分四個(gè)區(qū)域： （ 1）滯流區(qū) （ 2）過渡區(qū) （ 3）湍流區(qū) （ 4）完全湍流區(qū)（阻力平方區(qū)） 139 ????????????221uhnuhuhfnff完全湍流區(qū)湍流區(qū)滯流區(qū)流動(dòng)阻力 hf 與流速 u 的關(guān)系： 140 ??ArH水力半徑 rH ：流通截面 A 與潤(rùn)濕周邊 ?之比。 el146 管路系統(tǒng)中的總能量損失 22udllh ef? ?? ??????????? ??147 管路計(jì)算 運(yùn)用的方程式：連續(xù)性方程式、柏努利方程式、流動(dòng)阻力方程式、物料衡算式 計(jì)算類型： （ 1）已知管路及流體的輸送量，求流動(dòng)阻力； （ 2）已知管路及流動(dòng)阻力，求流體的輸送量； （ 3）已知管路（管徑未知）、流體的輸送量及流動(dòng)阻力，求管徑。 測(cè)速管缺點(diǎn)：只能測(cè)出流體的點(diǎn)速，不能直接測(cè)出平均速度，另外當(dāng)流體中含有固體雜質(zhì)時(shí)，不宜采用。 156 157 優(yōu)點(diǎn)：容易制造，調(diào)換方便。 158 （ Venturi）流量計(jì) 159 ? ??bavsppACV??20優(yōu)點(diǎn)：能量損失小。 ：流量系數(shù)vC160 161 ? ??212 ppACVRRs??? ?fffAgVpp?? ??? 21? ????fffRRs AgVACV???2CR：轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量系數(shù)； AR：轉(zhuǎn)子與玻璃管之間的環(huán)形截面積。 缺點(diǎn)：不能經(jīng)受高溫和高壓，安裝時(shí)必須垂直。 164 重點(diǎn)： 、流動(dòng)特性 ； ；
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