流体力学8一维圆管流动讲义.pptVIP

5.4 并联管路 自一点分离又汇合到另一点的两条或两条以上的管路。 特点： 并联管路各分管的流量之和等于总流量； 各分管中，单位重量流体的水头损失都相等。 例5-3 今有输原油的两条并联管路，已知总输量为182t/h，原油密度r=0.895t/m3，运动粘度n=0.42St，管径和管长分别为d1=156mm，d2=203mm，L1=10km，L2=8km，试确定流量Q1，Q2及其水头损失。 [解 ] 假设两条管路均为水力光滑区，沿程阻力系数为： 流态校核 5.5 综合应用 例3-2 一救火水龙带，喷嘴和泵的相对位置如图。泵出口压力（A点压力）为2大气压（表压），泵排出管断面直径为50mm，喷嘴出口C的直径20mm，水龙带的水头损失设为0.5m，喷嘴水头损失为0.1m。试求喷嘴出口流速、泵的排量及B点压力。 解：从A到C，列伯努利（Bernoulli）方程： 连续性方程： 泵的排量 从B到C列Bernoulli方程 （袁63） 第六节 水击现象 水击（水锤）是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。当由于某种原因引起管路流速突然变化时，如开关阀门过快、突然断电停泵，都会引起管内压力突然变化，造成水击。 机理: 液体微压缩性与流速突然变化。 长管路压缩波引起的压力可能大到足以使管子破裂，故水击影响绝不能忽略。 短管路压力瞬变同时传到全管液体质点，此时忽略管子的弹性和液体的压缩性，则是可行的。 作业 汪184-6，10 Chap 8 一维圆管流动 One Dimensional Tube Flow 主要内容 第一节、一维管流基本方程 第二节、沿程水头损失 第三节、局部水头损失 第四节、圆管增加机械能的流动 第五节、管路的水力计算 第六节、水击现象 第一节. 一维管流基本方程 重力场中不可压缩理想流体的Bernoulli equation 条件：理想流体，定常流动，不可压缩，重力场中，沿流线。 总水头=速度水头＋压力水头＋位置水头 理想流体沿流线运动的总水头线是一水平线。 1-D flow 总水头线 重力场中粘性流体的Bernoulli equation 沿流线（管路）从1点流到2点的过程中，由于粘性摩擦或旋涡等原因，有一部分机械能耗损并转化为热能（不可逆）。Δh——水头损失，单位重量流体从1到2点损失的机械能。 水头损失（或损失水头） ＝沿程水头损失＋局部水头损失 总水头线 损失水头 水力坡度——沿流程单位管长上的水头损失，也称水力坡降。 动能修正系数 ： 实际管道横截面上的速度分布是不均匀的，按平均流速V算出的假想动能为 ，实际管道横截面上的动能为 不均匀性越大， 值越大。 圆管层流运动中， 圆管湍流运动中， 在工程实际计算中，由于动能本身占比例较小，一般常取 损失水头 沿程损失： 管路长度L，圆管直径D。 圆管中的摩擦阻力系数l， 不同流态下用不同的经验公式计算， 简便常用方法——查莫迪（Moody）图。 第二节. 沿程水头损失 （frictional head loss） 沿程损失：由于流体的粘性引起流体层与流体层、流体与壁面之间粘性摩擦所造成的能量损失。 例8.3—汪160 欲使雷诺数Re为3.5×105的普通镀锌钢管内的流动是水力光滑的，管子的直径至少应多大？若使流动属于平方阻力区，则对管径的要求又如何？ [解] 流态区域的确定与Re数和相对粗糙度D/d有关，由表8.1可知普通镀锌钢管的当量绝对粗糙度D=0.39mm。 （2）湍流平方阻力区 （1）湍流光滑区 由于管道横截面或流线方向的突然改变，加速或减速，流动脱离管壁或其它界面等情况引起的水头损失，称为局部水头损失。 出现漩涡区和速度的重新分布 第三节. 局部水头损失 （local head loss） 局部阻力系数 局部损失： 局部阻力系数z 由实验确定。 管径突然扩大的情况： 1 2 尖缘入口：从大容器流入锐缘进口的管道时，进口局部阻力系数0.5。 一些经验数据 表4-8 输油管上常用的局部阻力，《工程流体力学》袁恩熙由于局部阻力的形式繁多，而且绝大部分处于湍流状态，要得到较精确的结果，需要针对具体状态给出实验测量。各种文献、手册中介绍的数据只能作参考。-----130页 （1）管径突然扩大 （2）圆管截面逐渐扩大 （3）圆管截面突然缩小 （4）圆管截面逐渐缩小 （5）圆滑弯管 （6）折角弯管 局部阻力系数的经验公式 《流体力学》汪志明等 ------160页 例8.4-汪165 一直径为d的水平直管从水箱引水，已知：管径d=0.1m，管长L=50m，H=4m，进口局部水头损失系数z1=0.5，阀门局部水头损失系数z2=2.5，在相距为10m的1-1断面及2-2断面间设有一水银压差计，其液