流动阻力与能量损失.ppt

解题步骤三续 解题步骤三续 题 目 题目 根据紊流光滑管的对数流速分布律和层流底层 的线性分布式，试推导粘性底层的厚度δ0满足： 题 图 题图 计算图 光滑管对数分布规律为： 题意分析 题意分析 在粘性底层中有： 解题步骤一 解题步骤一 把 代入层流公式得： 另一方面在粘性底层中有： 解题步骤二 解题步骤 二 联立（1）（2）式得： 利用试算法求解上式： 代入公式 得 再设 代入公式 得 设 解题步骤二续 解题步骤 二续 再设 代入公式 得 结论得证：粘性底层的厚度δ0满足。 解题步骤二续 解题步骤二续 0.011449 0.002209 0.002809 0.041209 0.029929 0.012769 0.038809 0.047089 0.004489 0.008649 0.029584 0.001444 0.011664 0.158404 0.077284 0.023104 0.079524 0.103684 0.001024 0.019044 -0.107 -0.047 0.053 0.203 0.173 0.113 -0.197 -0.217 -0.067 0.093 0.172 -0.038 -0.108 -0.398 -0.278 0.152 0.282 0.322 0.032 -0.138 脉动流速值及其平方列表如下： 单位：m/s 脉动流速及其平方值 解：求速度平方的均值最后推出均方根 解题步骤二续 解题步骤二续 解题步骤三 （3）求脉动附加切应力τ` 解题步骤三 -0.0184 0.001786 -0.00572 -0.08079 -0.04809 0.017176 -0.05555 -0.06987 -0.00214 -0.01283 脉动速度的积 单位：m2/s2 解：（4）若该点的流速梯度为： 试求该点的混掺长度l。 解题步骤四 解题步骤四 解题步骤五 （5）紊动运动粘滞系数ε及紊动动力粘滞系数η。 解题步骤五 MF2Hf0544000.ppt 证明题 大标题 试根据流速的指数分布公式： 题 目 题目 证明：对于圆管和二元明渠中的 断面平均流速公式分别为： 圆管流流速分布图 题 图 题图 明渠流流速分布图 总流过水断面上的平均流速是一个假想的流速 ，如果过水断面上各点的流速都等于断面平均流速v，此时通过的流量与实际通过的流量相等，则流速v就称为断面平均流速，本题是据流速分布求断面平均流速。 题意分析 题意分析 断面平均流速表达式为： 证明：（1）对于圆管流 解题步骤一 解题步骤一 解题步骤二 据上图可列出平均流速的计算公式如下： 解题步骤 二 证明：（2）对于二元明渠流 解题步骤一 解题步骤一 解题步骤二 据上图可列出平均流速的计算公式如下： 解题步骤 二 MF2Hf0546000.ppt 计算题 标题 水在管径d=300mm, 管壁的绝对粗糙度△=0.2mm,长度l=16km的管道中流动，若管道水平放置，ν=0.0131cm2/s,求每小时通过2m3、40m3和1000m3、10000m3水时各需的功率。 题 目 题目 题意分析 本题要求单位时间内的功率 ， 我们知道实际液体在流动过程中要克服摩擦阻力做功，而消耗掉一部分能量，单位重量的液体消耗掉的能量以水头损失表示， 对于直径不变的圆管，只有沿程水头损失而没的局部水头损失，所以 ，又知 则关键问题是确定流态，然后据不同的公式确定沿程阻力系数。 题意分析 解：1.求雷诺数Re判断流态 解题步骤一 解题步骤一Q=2 当Q=2m3/h时，管中水流为层流流态 解题步骤二 应用均匀流公式求沿程水头损失，从而求得功率 解题步骤二Q=2 解：1.求雷诺数Re判断流态 解题步骤一 解题步骤一Q=40 当管中流量为Q=40m3/h时，管中水流为紊流态，用紊流公式求沿程阻力系数，首先要求粘性底层的厚度判断流区。设 解题步骤二 属于水力光光滑区，故可用伯拉修斯公式求λ值。且 解题步骤二Q=40 解题步骤三 与所设λ值相近，故所求λ =0.023。 解题步骤三Q=40 解：1.求雷诺数Re判断流态 解题步骤一 解题步骤一Q=1000 当管中流量为Q=1000m3/h时，管中水流为紊流态，用紊流公式求沿程阻力系数，首先要求粘性底层的厚度判断流区。设 解题步骤二 属于水力过渡粗糙区 ，可应用柯列布鲁克—怀特公式求