ch3液流型态及水头损失.pptVIP

3.4液体运动的两种型态 3.5圆管层流运动及其沿程水头损失的计算 3.6 紊流的特征 3.7 沿程阻力系数的变化规律 3.8 谢才公式 3.9 局部水头损失 * * 液流型态及水头损失 3.1水头损失的物理概念及其分类 水头损失的概念 —单位重量液体自一断面流至下一断面所损失的机械能 产生条件—1) 液体具有粘滞性； 2) 液流质点有相对运动。 3.1水头损失的物理概念及其分类 分类： 沿程水头损失 、局部水头损失 定义 总水头损失 沿程水头损失与局部水头损失的外因不同，但本质是一致的。 3.2液流边界几何条件对水头损失的影响 水头损失影响因素之二—固体边界几何形状 过水断面面积 、湿周 、水力半径 均匀流时，沿程水头损失 非均匀流时二种损失均有 3.3均匀流沿程水头损失与切应力的关系 取一段总流分析 得均匀流沿程水头损失与切应力的关系式： 由量纲分析可得： —沿程阻力系数 达西公式： 圆管的达西公式： 雷诺试验 流速较小时，各流层的液体质点是有条不紊地运动，互不混杂的流动称层流。 流速较大，各流层的液体质点形成涡体，互相混掺的流动称紊流。 上临界雷诺数、下临界雷诺数的概念 B A C D E 液流型态的判别： 雷诺数： 雷诺数的物理意义： 管流下临界雷诺数：2000 明渠流下临界雷诺数：500 紊流的形成 1.涡体形成使各流层间的水质点互相混掺 2.惯性力与粘滞力的比值达到一定数值 圆管层流的断面平均流速为： 沿程阻力系数： 特征一、运动要素是脉动的，瞬时的可看作是时间平均与脉动流速组成的，如速度： 特征二、紊动产生附加切应力 普朗特动量传递学说 紊流总切应力是运动产生的粘滞切应力和脉动流速所产生的附加切应力组成的： 特征三、紊流中存在粘性底层 粘性底层对研究紊流沿程阻力规律有重大意义 粘性底层厚度公式： 绝对粗糙度 紊流流区分以下三种：水力光滑面 水力粗糙面 过渡粗糙面 紊动使流速分布均匀化 紊流流速分布表达式：指数公式及对数公式 尼库拉兹试验结果 计算沿程水头损失的公式 层流： 紊流：无理论公式 尼库拉兹和蔡克士大实验 光滑区 过渡粗糙区 粗糙区 以上三区的区分标准及 的计算公式 至今工程上广泛采用的是应用了200多年的经验公式—谢才公式 C—谢才系数 R—水力半径 J—水力坡度 此公式可应用于不同流态或流区，只是谢才系数的计算公式不同