管道中液流的特性〔流体特性〕.ppt

管道流动孔口流动 缝隙流动 管道流动 流态，雷诺数 通过实验发现液体在管道中流动时存在两种流动状态。 层流——粘性力起主导作用 紊流——惯性力起主导作用 液体的流动状态用雷诺数来判断。 雷诺数——Re = v d / υ ， v 为管内的平均流速 d 为管道内径 υ为液体的运动粘度 雷诺数为无量纲数。 如果液流的雷诺数相同，它的流动状态亦相同。 一般以液体由紊流转变为层流的雷诺数作为判断液体流态的依据，称为临界雷诺数，记为Recr。 当Re＜Recr，为层流；当Re＞Recr，为紊流。 常见液流管道的临界雷诺数见书中表格。 沿程压力损失 局部压力损失 孔口流动 经整理得到流经薄壁小孔流量 q = CdAo（2Δp /ρ）1/2 A0—小孔截面积； Cd—流量系数，Cd=CvCc Cv称为速度系数 ；Cc称为截面收缩系数。流量系数Cd的大小一般由实验确定，在液流完全收缩的情况下，当Re10 5时，可以认为是不变的常数，计算时按Cd=0.60~0.61 选取 薄壁小孔因沿程阻力损失小，q 对油温变化不敏感，因此多被用作调节流量的节流器。 滑阀阀口 滑阀阀口可视为薄壁小孔，流经阀口的流量为 q＝CdπDxv(2Δp/ρ)1/2 式中 Cd－流量系数，根据雷诺数查图1－20 D－滑阀阀芯台肩直径 xv－阀口开度， xv＝2～4mm 缝隙流动 环形缝隙 设内外圆的偏心量为 e，流经偏心圆柱环形缝隙的流量公式： q = （πd ho3 / 12μl ）Δp（1 + 1.5 ε2） 式中 ho为内外圆同心时半径方向的缝隙值 ε为相对偏心率，ε＝ e / ho 圆锥环形缝隙的流量 及液压卡紧现象 液压卡紧现象 倒锥的液压侧向力使偏心距加大，当液压侧向力足够大时，阀芯将紧贴孔的壁面，产生所谓液压卡紧现象；而顺锥的液压侧向力则力图使偏心距减小，不会出现液压卡紧现象。 为减少液压侧向力，一般在阀芯或柱塞的圆柱面开径向均压槽，使槽内液体压力在圆周方向处处相等，槽深和宽为0.3～1.0mm。 液压冲击 减少液压冲击的措施： 延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。 限制管道流速及运动部件的速度。 适当增大管径，以减小冲击波的传播速度。 尽量缩短管道长度，减小压力波的传播时间。 用橡胶软管或设置蓄能器吸收冲击的能量。 气穴现象 减少气穴现象的措施 1、 减小阀孔前后的压力降，一般使压力比p1/p2＜3.5。 2、尽量降低泵的吸油高度，减少吸油管道阻力。 3、各元件联接处要密封可靠，防止空气进入。 4、增强容易产生气蚀的元件的机械强度。 * 华中科技大学 * 华中科技大学 由于流动液体具有粘性，以及流动时突然转弯或通过阀口会产生撞击和旋涡，因此液体流动时必然会产生阻力。为了克服阻力，流动液体会损耗一部分能量，这种能量损失可用液体的压力损失来表示。压力损失即是伯努利方程中的hw项。 压力损失由沿程压力损失和局部压力损失两部分组成。 液流在管道中流动时的压力损失和液流运动状态有关。 流态、雷诺数 沿程压力损失 局部压力损失 雷诺实验装置 液体在等直径管中流动时因摩擦而产生的损失，称为沿程压力损失。因液体的流动状态不同沿程压力损失的计算有所区别。 层流时的沿程压力损失 ： 通流截面上的流速在半径方向按抛物线规律分布 。 通过管道的流量 q =（πd 4/128μl ）Δp 管道内的平均流速 v = (d 2/32μl )Δp 沿程压力损失 Δpλ =（64/Re)( l /d ) ρv 2 /2 =λ（l /d ）ρv 2 /2 λ为沿程阻力系数，实际计算时对金属管取λ= 75 / Re。 紊流时的沿程压力损失 ： Δpλ =λ（l /d）ρv 2 /2 λ除了与雷诺数有关外，还与管道的粗糙度有关。 λ= f（Re，Δ/ d ），Δ为管壁的绝对粗糙度，Δ/d 为相对粗糙度。 液体流经管道的弯头、接头、阀口等处时，液体流速的大小和方向发生变化，会产生漩涡并发生紊动现象，由此造成的压力损失称为局部压力损失。 Δpξ= ξρv 2 / 2 ξ为局部阻力系数，