1.5阻力损失全解.ppt

第　1　章　流　体　流　动 第5讲：1-15 流体层流时的阻力损失1-16 流体在直管内作湍流流动时的阻力损失1-17 非圆形管内流体流动的阻力损失1-18 局部阻力1-19 流体在管内流动的总阻力损失 可见 假如Ｚ一定， 例:　水从大管流入小管，管材相同，d大＝2d小,管内流动 均处于阻力平方区，每米直管中因流动阻力产生的压降之 比 为（ ） A、8　B、16　C、32　D、＞32 例:　水从大管流入小管，管材相同，d大＝2d小,管内流动 为层流，则小管每米直管中因流动阻力产生的压降是大管中的多少倍？ 解： 解：截面1至截面2应用机械能衡算式： 通过U形管将P1，P2联系起来： 例　如图，R反映的是什么？ * * 第4讲续：1.5 流体流动的阻力损失 1-13 管、管件及阀门 1-14阻力损失的分类，流体在直管中流动时的阻力损失 第5讲： 1-15 流体层流时的阻力损失 1-16 流体在直管内作湍流流动时的阻力损失 1-17 非圆形管内流体流动的阻力损失 1-18 局部阻力 1-19 流体在管内流动的总阻力损失 第1章 流体流动（14学时） 1-13 管、管件及阀门 教材P33 管子尺寸的表示方法 蝶阀 1-14阻力损失的分类，流体在直管中流动时的阻力损失 分为：直管阻力损失（沿程阻力损失） 　　　局部阻力损失（流体流经各管件、阀件时的阻力损失） 阻力损失的直观表现 : 若无外加机械能 若为水平直管：Z1=Z2, u1=u2 故U形压差计的读数R反映了机械能损失的值。 阻力损失（因流体内摩擦阻力而产生的机械能损失） 流体在直管中流动时阻力损失的表达式----范宁（Fanning)公式的推导： 分析一段实际流体做着稳定流动(steady flow)的水平直管 影响直管阻力损失的因素有三个方面： ①物性因素ρ、μ；②设备因素d、l、ε；③操作因素u 取一段水平放置的稳定流动管路，对于其内的流体柱在水平方向上进行受力分析 范宁公式应用条件： 空间任何方位安装的直管内稳定层流或湍流，牛顿型流体或非牛顿型流体均可。 后面分析 摩擦系数与流体的流动形态和物性数值均有关系。 第4讲完 影响直管阻力损失的因素有三个方面： ①物性因素ρ、μ；②设备因素d、l、ε；③操作因素u 范宁公式应用条件： 空间任何方位安装的直管内稳定层流或湍流，牛顿型流体或非牛顿型流体均可。 摩擦系数与流体的流动形态和物性数值均有关系。 影响直管阻力损失的因素有三个方面： ①物性因素ρ、μ；②设备因素d、l、ε；③操作因素u 上次课分析得到 从另一个途径分析水平圆管中流体层流流动时的阻力损失，以得到摩擦因数的表达式 根据水平圆管中流体层流流动时的最大流速表达式 1-15 层流流动时的阻力损失 应用条件：牛顿型流体、层流流动、圆直管段达到稳定流动(steady flow )（非入口段）。 层流时的阻力损失与管壁的粗糙程度无关系。 绝对粗糙度(absolute roughness) 1-16 流体在直管内作湍流流动时的阻力损失 影响阻力损失的因素： （1）流体性质 μ ρ （2）流动几何尺寸 d l ε （3）流动参数 u 实验研究方法 因次理论的要点：任何一个数学物理方程式的两边或方程式中的每一项具有相同的因次。 π定理的要点：某一物理现象中相关的物理量有 M 个,这些物理量的基本因次有 n 个,则描述该物理现象存在着 N=M-n 个无因次准数的关联式。 实验研究方法： 对实验的基本要求：由小见大，由此及彼，以假代真。 因次论指导下的实验研究方法主要步骤： ①析因实验——找出主要影响因素　hf=f(d,l,μ，ρ，u,ε) 若按每个变量做五个点，则实验工作量惊人（56次） ②无因次化——减少工作量 　因次论的基本依据：物理方程的因次一致性　力学范围内基本因次只有三个　　质量[M],长度[L],时间[T] 其它因次均为导出因次，如密度[ML－3］ （1）设待求函数为幂函数 式中常数K 和指数 a 、b 、c 、d 、e 、f 都是待定常数。 （2）根据因次理论，等式两边因次相同，即写出因次方程 3个方程，6个未知数，暂设 b 、e 、f 为已知数，得： a= -b-e-f , c=2-e , d=1-e （3）把指数相同的物理量进行合并 相对粗糙度 (relative roughness) 4个无因次准数的关联式 （4）初步实验确定指数 b （5）将复杂因素归并由实验解决 直管阻力损失的表达式： 解决这一函数关系可取流体水、空气进行试验。 湍流时，摩擦系数 λ 与管