1.2流体输送原理1.2.6流体在管内的流动阻力一05课件.pptxVIP

1.2流体输送原理

1.2.6流体在管内的流动阻力(一）;由于流体具有黏性，在流动时会产生阻力，造成能量损失。流体阻力表现为在流动过程中如无外加能量加入时，流体自身的机械能降低。从伯努利方程看出，只有在流动阻力已知的前提下，才能进行相关计算。不仅如此，流动阻力的大小还关系到流体输送的经济性。因此，了解阻力产生的原因及其影响因素十分重要。;一、流体阻力产生的原因

黏性是产生流体阻力的根本原因。黏度作为表征黏性大小的物理量，其值越大，说明在同样流动条件下，流体阻力就会越大。因此，不同流体在同一管路中流动时，流体阻力的大小不同。此外，决定流体阻力大小的因素还有流动的边界条件（管路的设置）。研究发现，同一种流体在同一条管路中流动时，也能产生大小不同的流动阻力，可见，流体的流动状况（流动型态）也影响流体阻力的大小。;二、流体的流动型态

（一）流动型态的划分

1.雷诺实验

;雷诺实验现象;2.湍流：

主体做轴向运动，同时有径向脉动；

特征：流体质点的脉动。;;大量实验结果表明，流体在管内流动时，

若Re2000时，流体的流动型态为层流；

若2000Re4000，流体的流动型态为过渡流；

若Re4000，流体的流动型态为湍流。

在一般过程计算中，Re2000可作湍流处理。

就湍流而言，雷诺数越大，流体的湍动程度就越剧烈。;（二）圆管中的速度分布和层流内层

1.圆管中的速度分布

流体在管内流动时，无论是层流还是湍流，在管道任意截面上各点的速度分布均随该点与管中心的距离而变。由于流体具有黏性，从而在管壁处速度为零，离开管壁以后速度逐渐增，到管中心处速度最大，这种变化关系称为速度分布。;(1)层流时的速度分布

层流时流体服从牛顿黏性定律，其速度分布曲线呈抛物线形，截面上各点的速度是轴对称的，如图所示。

;根据湍流的特征，管中央的流体作剧烈的涡动，使管中央的流速趋于平均，而靠近管壁处仍作层流流动，湍流时的速度分布如图所示;2.湍流流体中的层流内层