06流动阻力.ppt

* 流动阻力和水头损失 * 二、几种典型的局部损失系数 1、突然扩大管 2 2 p2 p1 v2 v1 G ? 0 0 z1 z2 1 1 A1 A2 由于1-1、2-2两渐变流断面距离小，故可忽略其hf ，列能量方程： p p 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 对1-1、2-2两断面间液体列动量方程： p1A1-p2A2+p(A2-A1)+Gcos ?=?Q(v2-v1) 又 Gcos ?= ?gA2 (z1-z2)；实验证明 p=p1 故 由此 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 应用连续方程 u2=(A1/A2) v1 或u1=(A2/A1) v2代入得 注意：局部阻力系数是对应于断面流速的，同一局部形式，由于所取的断面流速不同，其对应的损失系数也不同。 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 当液体在淹没出流情况下，即为突扩，且是突扩特例，即A1/A2?0， ?1=1，一般称之为管道出口水头损失系数。 管道和明渠常用的一些局部水头损失系数可查阅相关的资料手册。 2、突然缩小管道 突然缩小管的局部水头损失取决于面积收缩比。根据大量实验结果，其损失系数可按下列经验公式： 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 3、其它局部水头损失 当液体从很大容器流入管道，A2/A1?0， ?2=0.5，一般称之为管道进出口水头损失系数。 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 水头损失叠加原则 上述局部阻力损失系数多是在不受其它干扰的孤立情况下测定的，如果有几个局部阻力互相靠近，彼此干扰，此时需将管路上所有沿程损失与局部损失按算术加法求和计算，这就是水头损失的叠加原则。 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 减小阻力的措施 1）改善液体外部的边界，改善边壁对流动的影响； 2）在液体内添加少量添加剂，降低摩擦阻力。 流动阻力和水头损失 流动阻力和水头损失 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 内容提要 ： 主要讲解液体处于运动状态下的阻力存在的原因以及能量方程中的水头损失的计算；讨论沿程阻力系数和局部阻力系数与流动边界之间的关系和影响。 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 问题：理想液体和实际液体的区别？ 有无粘滞性是理想液体和实际液体的本质区别。 粘滞性是液流产生水头损失的决定因素。 水头损失的物理概念及其分类 水头损失：单位重量的液体自一断面流至另一断面所损失的机械能。 一、分类： 根据流动边界情况 沿程水头损失 局部水头损失 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 1、沿程水头(阻力) 损失hf 定义： 水头损失沿程均有并随沿程长度增加。主要由于液体与管壁以及液体本身的内部摩擦，使得液体能量沿程降低。 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 特点：1)沿程阻力均匀地分布在整个均匀流流段上； 2)沿程阻力与管段的长度成正比。 u1 u2 a b c d hf a-b hj b hj a hf b-c hj c hf c-d ?v22/(2g) hw=?hf+ ? hj ?v12/(2g) 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 2、局部水头（阻力）损失hj 定义：局部区域内液体质点由于相对运动产生较大能量损失。 特点：能损发生在流动边界有急变的流域及其附近 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 常见的发生局部水头损失区域 只要局部地区边界的形状或大小改变，液流内部结构就要急剧调整，流速分布进行改组流线发生弯曲并产生旋涡，在这些局部地区就有局部水头损失。 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * (1) 液体具有粘滞性。 (2) 由于固体边界的影响，液流内部质点之间 产生相 对运动。 液体具有粘滞性是主要的，起决定性作用。 液流产生水头损失的两个条件 流动阻力和水头损失 * 流动阻力和水头损失 * 式中： 代表该流段中各分段的沿程水头损 失的总和； 代表该流段中各种局部水头损失的 总和。 液流的总水头损失hw 流动阻力和水头损失