流体力学第六章11.8.pptVIP

第六章 管内流动和水力计算 液体出流 第一节 管内流动的能量损失 第二节? 粘性流体的两种流动状态 一、雷诺实验 第二节? 粘性流体的两种流动状态 第二节? 粘性流体的两种流动状态 第二节? 粘性流体的两种流动状态 层流特点： （1）有序性。水流呈层状流动，各层的质点互不混掺，质点作有序的直线运动。 （2）粘性占主要作用，遵循牛顿内摩擦定律。 （3）能量损失与流速的一次方成正比。 （4）在流速较小且雷诺数Re较小时发生。 第二节? 粘性流体的两种流动状态 湍流特点： （1）无序性、随机性、有旋性、混掺性。 流体质点呈现不规则湍动，流层间质点相互混掺，为无序的随机运动。 （2）湍流受粘性和湍动的共同作用。 （3）水头损失与流速的1.75～2次方成正比。 （4）在流速较大且雷诺数较大时发生。 第二节? 粘性流体的两种流动状态 二、流态的判别准则—临界雷诺数 第二节? 粘性流体的两种流动状态 上临界雷诺数：层流→湍流时的临界雷诺数，它易受外界干扰，数值不稳定。 第二节? 粘性流体的两种流动状态 第二节? 粘性流体的两种流动状态 第二节? 粘性流体的两种流动状态 例6-1 水在内径d=100mm的管中流动，速度v=0.5m/s，水的运动粘度v=1.0×10-6m2/s。试问管中水流的流态。若管中的流体是油，流速不变，但运动粘度v=31×10-6m2/s，试问油在管中又呈何种流动状态。 第三节 管道进口段粘性流体的流动 第四节 圆管中流体的层流流动 例6-2 水平放置的毛细管粘度计，内径d=0.5mm，两测点间管长L=1m，液体的密度 ，当液体的流量qV=880mm3/s时，两测点间的压降为0.1MPa。试求该液体的粘度。 2．圆管中紊流的速度分布 在层流底层（ ）中的切向应力为 所以 令 ，由于它具有速度的量纲，故称其为切应力速 度，则有 或 由此可知，层流底层中的速度是按直线规律分布的。 在紊流区（ ）中假定切应力不变，令 （ 为管壁 上的切向应力），则 常数 或 可得 积分得 （0） 式中的积分常数 可根据层流底层与紊流区交界处（ ） 的速度 相等的条件来确定，即 或 （1） （2） 或 （3） 式中 ——层流底层的雷诺数， 将式（1）和（3）代入式（2）得 （4） 将式（4）代入式（0）得 再令 ，整理上式得 （5） 尼古拉兹（Nikuradse）对光滑圆管中的紊流进行试验的结果 得到： ， 。代入式（5）得