流动阻力和水头损失.pptx

; ;第一节 水头损失的概念及分类; 液体经过时的局部损失包括五段： 进口、突然放大、突然缩小、弯管和闸门。 ; 2、水头损失的分类;流动急剧调整产生的流动阻力为局部阻力；;1.?沿程水头损失 2.?局部水头损失 ; 大量的实践说明，沿程损失的规律与流体运动状态密切相关，雷诺〔Reynolds〕通过大量实验研究后，发现实际流体运动存在着两种不同的状态，即层流〔laminar flow〕和紊〔湍〕流〔Turbulent flow〕两种流动类型。两种流动类型中沿程损失规律大不相同。下面来介绍雷诺是如何发现流体运动的这两种流态的。 ;一、层流与紊流( Laminar and Turbulent flow);运动轨迹极不规那么，各局部流体剧烈掺混－紊〔湍〕流;OABD：流速由小到大。 EDCAO：流速由大到小。; 〔1〕?在OA段， ， 。 〔2〕在DE段， ， 〔3) 在AD段，流动状态不稳定，为过渡区。 ;6/7/2023 流体力学 设备和热动;;【 例4-1 】 ： ， ， 求：〔1〕判别流态; 〔2〕求临界速度 解： 〔1〕 〔紊流〕 〔2〕 ＝＞;6/7/2023 流体力学 设备和热动; 层流受扰动后，当粘性的稳定作用起主导作用时，扰动就受到粘性的阻滞而衰减下来，层流就是稳定的。当扰动占上风时，粘性的稳定作用无法克服使扰动衰减下来，于是扰动便变为紊流。因此，流动呈现何流动状态，取决于扰动的惯性作用和粘性的稳定作用相互斗争的结果。;雷诺数反映了惯性力和粘滞力的比照关系。;;—称为水力坡度;1、速度剖面;2、断面最大速度(管轴上) 3、平均流速;5、动能修正系数及动量修正系数; 【例4-2 】： ; 紊流内部有着许许多多尺度不同的涡旋。这些涡旋都在围绕着通过自身的某一轴旋转的同时，还具有空间运动的随机性。 紊流的宏观表现是各流层的流体质点相互掺混，流动极不规那么，杂乱无章，即使在同一空间点上，流体质点的速度、压强等物理量随时间呈一种不规那么的随机变化特征，这种现象称为脉动或涨落〔fluctuation)现象。 ; 由于脉动的随机性，统计平均法是处理紊流流动的根本方法。统计平均法有时均法和体均法等。;速度分量 ux 的时均值：; 因时均流速的不同，各流层间的相对运动，仍然存在着粘性切应力 。;;;四、紊流的流速分布;紊流;; 为了分析和观测Re和相对粗糙度对沿程阻力系数 的影响，共选取了六种不同的相对粗糙度。;;3、紊流阻力分区的解释;;过渡区λ的计算公式;莫迪图〔以柯氏公式为根底〕; 层流区 紊流光滑区 布拉休斯经验公式： 紊流过渡区 经验公式 紊流粗糙区 阿里特苏里经验公式：;【例4-3 】: ， ， ， 求：〔1〕人工管道， 〔2〕光滑铜管 〔3〕工业管， 分别求 解：〔1〕 ;〔2〕 ;计算沿程水头损失的经验公式——谢齐公式;;6/7/2023 水力学 给排水工程;二、突扩圆管的局部损失分析 断面1—1与2—2之间的沿程损 失很小