水力学第四章层流、紊流-液流阻力和水头损失.pptVIP

水力学第四章层流、紊流-液流阻力和水头损失.ppt

  1. 1、本文档共33页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
水力学第四章层流、紊流-液流阻力和水头损失

水力学多媒体课件讲稿 第四章 层流和紊流, 液流阻力和水头损失 * Transportation College, Southeast University * * Transportation College, Southeast University * ☆水头损失的物理概念及其分类 ☆沿程水头损失与切应力的关系 ☆液体运动的两种流态 ☆圆管中的层流运动及其沿程水头损失的计算 ☆紊流特征 ☆沿程阻力系数的变化规律 ☆计算沿程水头损失的经验公式——谢才公式 ☆局部水头损失 主要内容: 粘滞性 相对运动 物理性质—— 固体边界—— 产生水流阻力 损耗机械能hw 一、水头损失的物理概念及其分类 理想液体 流线 流速分布 流速分布 实际液体 流线 水头损失的分类 某一流段的总水头损失: 各分段的沿程水头损失的总和 沿程水头损失hf 局部水头损失hj 各种局部水头损失的总和 均匀流 均匀流 非均匀流 均匀流 非均匀流 均匀流 非均匀流 渐变流 急变流 急变流 二、液体运动的两种流态 hf 雷诺试验: lgv lghf O 流速由小至大 流速由大至小 θ1 θ2 颜色水 颜色水 颜色水 颜色水 紊流形成过程的分析 选定流层 流速分布曲线 τ τ 干扰 F F F F F F F F F F F F 升力 涡 体 紊流形成条件 涡体的产生 雷诺数达到一定的数值 雷诺试验结论: 1.阐述了存在层流与紊流两种流态以及两种流态的特征。 2.层流与紊流的判别 (下)临界雷诺数 雷诺数 若ReRec,水流为层流, 若ReRec,水流为紊流, Rec =2320(管流) 3.通过实验测出沿程水头损失与断面平均流速的关系。 物理意义:惯性力与粘滞力的比值 Rec =580 其他流动边界: 层流与紊流的判别 特征长度: 明渠的特征长度用 水力半径R来表征。 其中: A为过水面积。 为湿周,表示过水断面上,水流与固体边界接触的长度。 三、沿程水头损失与切应力的关系 1 1 2 2 L α O O Z1 Z2 列流动方向的平衡方程式: FP1=Ap1 τ0 τ0 G=ρgAL FP2=Ap2 湿周 整理得: 根据能量方程改写为: 水力半径——过水断面面积与湿周之比,即A/χ 切应力τ的分布 适合于恒定均匀流 (层流与紊流) 明渠水流切应力如何分布? 四、圆管中的层流运动及其沿程水头损失的计算 所以流速分布: 切应力: 1、圆管均匀层流流速分布 所以有 圆管层流的流速分布是以管轴为中心的旋转抛物面, 在管轴(r=0)处流速最大: 断面流速分布很不均匀 层流:抛物型流速分布 另依均匀流沿程水头损失 与切应力的关系式有: 3、断面平均流速: 4、沿程水头损失: 其中λ称为沿程阻力系数: 2、流量Q 上式为哈根——泊肃叶定律:圆管均匀层流的流量Q与管径d的四次方成比例。 圆管中 5、沿程水头损失的一般公式 试验和量纲分析, τ0与动能有一定的关系 上式为沿程水头损失的一般表达式, 适用于层、紊流,称为达西—魏斯巴赫公式。 沿程阻力系数 A 紊流 1、紊流的脉动现象: t ux O (时均)恒定流 (时均)非恒定流 t ux O 五、紊流特征 ——瞬时运动要素(如流速、压强等)随时间发生波动的现象。 或 严格讲,紊流总是非恒定流。广泛上,紊流采用运动要素的时均值。 其他有关流线、流管、均匀流、非均匀流等定义,在时均意义上对紊流仍然适用。 2、紊流的切应力 紊流产生附加切应力 由相邻两流层间时均流速相对运动所产生的粘滞切应力 纯粹由脉动流速所产生的附加切应力 ,根据质点脉动引起动量交换(传递),又称为动量传递理论 的基础上基于某些假设得出半经验理论为: 有关 与 Re t 普朗特混合长理论 3、紊流粘性底层 ——在紊流中紧靠固体边界附近,有一极薄的层流层,其中粘滞切应力起主导作用,而由脉动引起的附加切应力很小,该流层叫做粘性底层。 粘性底层虽然很薄,但对紊流的流动有很大的影响。所以,粘性底层对紊流沿程阻力规律的研究有重大意义。 粘性底层δ0 紊流 粘性底层厚度: 可见,δ0随雷诺数的增加而减小。 当Re较小时, 当Re较大时, δ0 △ △ δ0+ δ1 δ0+ δ1 △ 4、紊流的光滑面、过渡粗糙面和粗糙面 水力光滑壁面 过渡粗糙壁面 水力粗糙壁面 5、紊动流速分布(使流速均匀化) 紊流中由于液体质点相互混掺,互相碰撞,因而产生了液体内部各质点间的动量传递,动量大的质点将动量传给动量小的质点,动量小的质点影响动量大的质点,结果造成断面流速分布的均匀化。 流速分布的指数公式: 当Re105时, 当Re105时, 流速分布的对数公式: 摩阻流速, 层流流速分布 紊流流速分布 hf 尼

文档评论(0)

zijingling + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档