3层流和紊流流动.ppt

⑵粗糙圆管内的摩阻（实验方法）??绝对粗糙度?相对粗糙度△d管壁3.4.2圆管内紊流摩阻3.4.2圆管内紊流摩阻无关。Ⅰ 层流区：与Re有关，Ⅱ层流向紊流过渡的区域：?变化不明显，2300Re4?103，一般按光滑区处理Ⅲ 紊流光滑管流区：仅与Re有关，4?103Re105布拉修斯修正式：尼古拉兹修正式：3?103Re1083.4.2圆管内紊流摩阻Re105Ⅳ紊流粗糙管过渡区：与Re、有关阔尔布鲁克公式：Ⅴ紊流粗糙管区：与有关，Re无关，阻力平方区（）尼古拉兹计算式：出现的原因？3.4.2圆管内紊流摩阻当?层流底层hf与Re有关当?层流底层hf与Re、?有关当?层流底层hf与?有关层流：hf与Re有关紊流：层流底层出现计算的通用式：金属管道：?=0.025砖砌管道：?=0.050经验值原因3.4.2圆管内紊流摩阻3.4.2圆管内紊流摩阻工程实际管道的?查莫迪图非圆形管道的摩阻：PaA?管道的截面积，m2；S?管道的周长，m例如正方形截面管道3.4.3非圆形管道的摩阻例3-2：直径d=200mm，长度L=300m，管壁粗糙度Δ=0.19mm的钢管，输送流量qm=25kg/s的重油，若重油的运动黏度ν=0.355×10-4m2/s，密度ρ=900Kg/m3，试求摩擦阻力损失。3.4.3非圆管内紊流摩阻解：重油的流速3.4.3非圆管内紊流摩阻解：查莫迪图得ξ=0.038请同学们回去选择经验公式计算一下！例3-2：有一矩形截面(1.0m×1.5m)砖砌烟道，通过600℃，3500m3/h的烟气，烟道长L=10m，粗糙度Δ=5mm，烟气的运动黏度ν=0.9×10-4m2/s，烟气密度ρ0=1.29kg/m3，试求摩擦阻力损失。3.4.3非圆管内紊流摩阻解：烟气流速烟气密度当量直径3.4.3非圆管内紊流摩阻解：雷诺数相对粗糙度查莫迪图得ξ=0.033.4.4管流局部阻力损失（经验方法）局部阻力：由于流体流向，速度变化而引起的阻力损失流体流过弯头、闸阀、三通及变管径区域kr?局部阻力系数，经验法确定，查表3.4.4.1管流截面突然扩大时的局部阻力1、2两截面列伯努利方程在稳定流动条件下对1、2两截面作动量平衡3.4.4.1管流截面突然扩大时的局部阻力用υ1计算时：用υ2计算时：kr值仅与Al/A2或A2/A1有关，而与Re无关。3.4.4.2改变流向时的局部阻力kr值与转向角α、Re、d/ρ（d为管径，ρ为转向曲率半径）及管道是否粗糙等因素有关。表3-2kr值与α及粗糙度的关系1.80－1.131.20.470.580.240.320.130.170.040.060.030.040.020.03光滑粗糙1209060453015105αk表3-3kr值与d/ρ的关系0.660.440.2940.2060.160.140.131k1.41.21.00.80.60.40.25d/ρ3.4管流系统阻力阻力管流局部阻力管流系统阻力管流摩擦阻力＋＝Pa减少流体阻力损失⑴“经济流速”的选择：综合考虑⑵hr?尽量减少转弯或截面变化⑶hf?尽量L?3.4.5.1减少管流系统阻力损失的途径***SIT/MEDM第3章管流流动3.1流体流动状态3.2圆管层流流动3.3圆管湍流流动3.4管流阻力1．雷诺实验图3-1雷诺实验装置3.1流体流动状态A－进水管；B－小容器；C，K－调节阀；D－玻管；E－玻管进口2．两种流动状态紊流：很慢层流较大过渡态大紊流（湍流）3.1流体流动状态所有流体质点只作沿同一方向的直线运动，无横向运动。层流：流体质点作复杂的无规则运动（湍流）。过渡状态：从层流到紊流之间。结论有利于紊流的形成判别流体流动状态的标准：3.1流体流动状态雷诺数Re临界雷诺准数为Rec：流体流动从一种状态转变为另一种状态的雷诺准数Re。一般取Rec=23003.1流体流动状态层流?紊流Rec上=13800紊流?层流Rec下=2300当量直