第六章流动阻力和水头损失.pptVIP

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尼古拉兹实验层流区2.层流向紊流的过渡区范围很小,实用意义不大;4.紊流过渡区5.紊流粗糙区(阻力平方区)3.紊流光滑区例:有两根管道,L相等,d相等,ks相等,但一根输送粘度小的水,另一根输送粘度大的油.1.如v相等,问两者的hf是否相当?2.如两者的Re相等,问两者的hf是否相当?第29页,共79页,星期日,2025年,2月5日2.紊流沿程损失系数(1)紊流光滑区尼古拉兹光滑区公式采用此式求解较困难第30页,共79页,星期日,2025年,2月5日(2)紊流粗糙区尼古拉兹粗糙区公式第31页,共79页,星期日,2025年,2月5日(3)紊流过渡区a.工业管道当量粗糙度ke——和工业管道粗糙区值相等的同直径的尼古拉兹粗糙管的粗糙度常用工业管道的ke管道材料ke(mm)管道材料ke(mm)新氯乙烯管0~0.002镀锌钢管0.15铅管、铜管、玻璃管0.01新铸铁管0.15~0.5钢管0.046钢板制风管0.15涂沥青铸铁管0.12混凝土管0.3~3.0第32页,共79页,星期日,2025年,2月5日b.柯列勃洛克公式此式为尼古拉兹光滑区和粗糙区公式的叠加第33页,共79页,星期日,2025年,2月5日c.莫迪图_按柯氏公式计算第34页,共79页,星期日,2025年,2月5日经验公式水力光滑区:布拉修斯公式(Re100000)粗糙区:希弗林松公式第35页,共79页,星期日,2025年,2月5日经验公式谢才公式----流速与水力坡度、水力半径关系C——谢才系数;R——水力半径;J——水力坡度。曼宁公式:n——粗糙系数。适用范围:第36页,共79页,星期日,2025年,2月5日巴浦洛夫斯基公式:或当当适用范围:第37页,共79页,星期日,2025年,2月5日非圆管断面的管道沿程损失:其中,第38页,共79页,星期日,2025年,2月5日非圆管中的流动1.水力半径Rχ——湿周圆管的水力半径边长分别为a和b的矩形断面水力半径若为明渠流第39页,共79页,星期日,2025年,2月5日2.当量直径de圆管的当量直径de=4R=d矩形断面的当量直径第40页,共79页,星期日,2025年,2月5日3.例:圆环外径r1、内径r2(1)水力半径(2)当量直径第41页,共79页,星期日,2025年,2月5日例:给水管长30m,直径d=75mm,材料为新铸铁管,流量Q=7.25L/s,水温t=10℃,求该管段的沿程水头损失解:水温t=10℃时,水的运动粘度υ=1.31×10-6m2/s第42页,共79页,星期日,2025年,2月5日当量粗糙度ke=0.25mm,ke/d=0.003由Re、ke/d查莫迪图,得λ=0.028或由公式,得λ=0.028第43页,共79页,星期日,2025年,2月5日例2:温度为20℃的水在d=50cm的焊接钢管中流动,已知水力坡度J=0.006,求Q.例3:用清洁的新熟铁管输送Q=0.25m3/s,的油,υ=0.093cm2/s,已知L=3000m,hf=23m,求管径d.第44页,共79页,星期日,2025年,2月5日局部阻力及损失的计算1.局部阻力产生的原因第45页,共79页,星期日,2025年,2月5日阻力流线演示第46页,共79页,星期日,2025年,2月5日2.几种常见的局部损失系数(1)突然扩大列1-1和2-2断面的能量方程列动量方程第47页,共79页,星期日,2025年,2月5日由连续性方程或注意:ζ1→v1;ζ2→v2特例:ζ=1——管道的出口损失系数第48页,共79页,星期日,2025年,2月5日(2)突然缩小特例:ζ=0.5——管道的入口损失系数ζ→v2(3)渐扩管第49页,共79页,星期日,2025年,2月5日当α≤20°,k=sinαζ——公式、图表α=5°~8°,ζ最小(4)渐缩管α——收缩角n=A2/A1——收缩面积比ζ→v1第50页,共79页,星期日,2025年,2月5日(5)弯管二次流→螺旋运动影响长度——50倍管径减小弯管转角θ、增大R/d或设置导流叶片,减小二次流第51页,共79页,星期日,2025年,2月5日(6)三通ζ——图表水力计算时,只考虑支管(阻

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