流体阻力与流体损失.pptVIP

时间平均紊流：恒定紊流与非恒定紊流的含义。紊流的脉动性使过流断面上的流速分布比层流的更均匀，但能量损失比层流更大。严格来讲，紊流总是非恒定的。紊流瞬时运动要素可表示如下：上述公式表明紊流运动可看做为一个时间平均流动和一个脉动流动的叠加。第29页，共56页，星期日，2025年，2月5日二、紊流切应力紊流切应力τ包括黏性切应力τ1和紊流附加切应力τ2两部分，即其中：这里称为混合长度，可用经验公式或计算。第30页，共56页，星期日，2025年，2月5日三、黏性底层水力光滑、水力粗糙的含义。黏性底层一般只有十分之几个毫米，但对流动阻力的影响较大。第31页，共56页，星期日，2025年，2月5日第32页，共56页，星期日，2025年，2月5日四、过流断面上的流速分布黏性底层区紊流核心区水力粗糙区水力光滑区第33页，共56页，星期日，2025年，2月5日五、沿程阻力系数λ的变化规律及影响因素1.尼古拉兹实验简介JohannNikuradse第34页，共56页，星期日，2025年，2月5日第35页，共56页，星期日，2025年，2月5日层流区（I）：2.实验成果层、紊流过渡（Ⅱ）：紊流光滑区（Ⅲ）：紊流过渡区（Ⅳ）：紊流粗糙区（Ⅴ）：第36页，共56页，星期日，2025年，2月5日六、λ的计算公式层、紊流过渡区（Ⅱ）：空白层流区（I）：第37页，共56页，星期日，2025年，2月5日紊流光滑区（Ⅲ）：紊流过渡区（Ⅳ）：(尼古拉兹光滑管公式)第38页，共56页，星期日，2025年，2月5日紊流粗糙区（Ⅴ）：第39页，共56页，星期日，2025年，2月5日适合紊流区的公式：而第40页，共56页，星期日，2025年，2月5日第1页，共56页，星期日，2025年，2月5日第五章 流动阻力与水头损失§5-1 概述§5-2 黏性流体的流动型态§5-3 均匀流基本方程§5-4 圆管中的层流运动§5-5 圆管中的紊流运动§5-8 局部水头损失§5-7 边界层理论简介第2页，共56页，星期日，2025年，2月5日第五章 流动阻力与水头损失(6学时)一、本章学习要点:流动阻力与水头损失的基本概念黏性流体的流动型态沿程水头损失与切应力的关系圆管中的层流运动圆管中的紊流运动局部水头损失第3页，共56页，星期日，2025年，2月5日§5-1 概述一、章目解析从力学观点看，本章研究的是流动阻力。产生流动阻力的原因：内因：黏性＋惯性；外因：外界干扰。从能量观点看，本章研究的是能量损失(水头损失)。二、研究内容内流(如管流、明渠流等)：研究hw的计算(本章重点)外流(如绕流)：研究CD的计算第4页，共56页，星期日，2025年，2月5日三、流动阻力和水头损失的两种形式hf：沿程水头损失，由沿程阻力引起hm：局部水头损失，由局部阻力引起总水头损失：第5页，共56页，星期日，2025年，2月5日§5-2黏性流体的流动型态一、雷诺实验1883年英国物理学家雷诺按图示试验装置对黏性流体进行实验，提出了流体运动存在两种型态：层流和紊流。第6页，共56页，星期日，2025年，2月5日紊流形成过程的分析选定流层流速分布曲线ττ干扰FFFFFFFFFFFF升力涡体紊流形成条件涡体的产生雷诺数达到一定的数值第7页，共56页，星期日，2025年，2月5日OsborneReynolds(1842-1916)第8页，共56页，星期日，2025年，2月5日OsborneReynolds(1842-1916)UnitedKingdom第9页，共56页，星期日，2025年，2月5日第10页，共56页，星期日，2025年，2月5日雷诺在观察现象的同时，测量，绘制的关系曲线。层流：紊流：第11页，共56页，星期日，2025年，2月5日二、流态判别1.试验发现第12页，共56页，星期日，2025年，2月5日2.判别标准圆管：取第13页，共56页，星期日，2025年，2月5日非圆管：定义水力半径为特征长度。相对于圆管有故取第14页，共56页，星期日，2025年，2月5日[例1]水流经变截面管道，已知d2/d1=2，则相应的Re2/Re1=?[解]因故第15页，共56页，星期日，2025年，2月5日§5-3均