讲稿7(第一章)(天大版).pptVIP

（二）湍流的摩擦阻力系数 利用因次分析法 建立经验关系式，通过实验 测定来解决其摩擦阻力系数； 湍流时阻力损失的影响因素： （1）流体性质：?，? （2）流动的几何尺寸：d，l，?（管壁粗糙度） （3）流动条件：u 本节要点：1、直管阻力损失 返回 第四节 管内流体流动的摩擦阻力损失 指由于流体粘性使流体流动产生的内摩擦力而 引起机械能转化为热量造成损失； 阻力损失?hf与物性、流动状况、管道壁面有关； 1.直管阻力hf ：流体流经一定直径的直管时由于 内摩擦而产生的阻力； 2.局部阻力h′f ：流体流经管件、阀门等局部地方 由于流速大小及方向的改变而引 起的阻力； 3.阻力损失：?hf =hf +?h′f 若管道为倾斜管，则 ： 一、 流体流动的直管阻力通式 1.若流体在水平等径直管中作稳态流动，则： 则： 由于 2.圆形直管阻力通式（范宁Fanning公式） ——摩擦系数（摩擦因数） 注意：该公式层流与湍流均适用，为直管阻力 计算的通式且注意△Pf与△P 的区别 二、层流的直管阻力损失 称为哈根-泊谡叶方程 层流时： 称为哈根-泊谡叶方程 1.直管阻力损失 2. 能量损失 得层流时：阻力与速度的一次方成正比、 即：hf∝u （一）管壁粗糙度对摩擦系数的影响 （P49页 表1-2） 光滑管：玻璃管、铜管、铅管及塑料管等； 粗糙管：钢管、铸铁管等； 三、 湍流的直管阻力损失 绝对粗糙度 ：管道壁面凸出部分的平均高度； 相对粗糙度 ：绝对粗糙度与管内径的比值； 湍流流动时： 水力光滑管 ?只与Re有关，与 无关； 完全湍流粗糙管 ?只与 有关，与Re无关； 1.层流流动时： 当流速较慢，与管壁无碰撞，阻力与 无关， 只与Re有关； 2.湍流流动时： 当流速较快慢，与管壁有碰撞，阻力与 和 Re 有关； 3.完全湍流时： 当流速加快，流体流动加剧与管壁有激烈 碰撞， 阻力仅与 有关，与 Re无关； ——相对粗糙度 ——管道的几何尺寸 ——雷诺数 根据实验可知，流体流动阻力与管长成正比， 其中： 1. 与Re、 的关系图 利用实验测定建立关联图来确定 、Re与 的关系 即： 莫狄（Moody）摩擦因数图： （1）层流区（Re≤ 2000） λ与 无关，与Re为直线关系，即： ,即 与u的一次方成正比； （2）过渡区（2000 Re 4000) 层流时，将直线延伸查取λ值 ； 湍流时，将曲线延伸查取λ值； （3）湍流区（Re≥4000以及虚线以下的区域） （4）完全湍流区 （虚线以上的区域） λ与Re无关，只与 有关 。 该区称为阻力平方区； 一定时， 2、经验公式 （1）柏拉修斯（Blasius）式： 适用光滑管 Re＝2.5×103～105 （2）柯尔布鲁克（Colebrook）式 例1-7 分别计算下列情况下，流体流过φ76×3mm、长10m 的水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失？ （1）密度为910kg/m3、黏度为72cP的油品，流速 为1.1m/s； （2）20℃的水，流速为2.2 m/s； 四 、非圆形管内的流动阻力 当量直径： 套管环隙，内管的外径为d1、外管的内径为d2 边长分别为a、b的矩形管 : 说明： （1）Re与hf中的直径用de计算； （2）层流时： 正方形 C＝57 套管环隙 C＝96 （3）流速用实际流通面积计算 ； 习题： P79页 第18、23题 2、层流 阻力与速度的一次方成正比：hf∝u 返回