第四章 流动阻力与能量损失改.pptVIP

第61页，共126页，星期日，2025年，2月5日（1）层流区Ⅰ（2）?临界过渡区Ⅱ（3）紊流光滑区Ⅲ（布拉修斯公式）第62页，共126页，星期日，2025年，2月5日（4）紊流过渡区Ⅳ（5）紊流粗糙区Ⅴ（希弗林松公式）第63页，共126页，星期日，2025年，2月5日三.紊流阻力分区的解释第64页，共126页，星期日，2025年，2月5日第六节工业管道紊流阻力系数计算公式一、光滑区和粗糙区的λ值(一)当量糙粒高度第65页，共126页，星期日，2025年，2月5日在光滑区工业管道的试验曲线和尼古拉兹曲线是重叠的。只要流动位于阻力光滑区，工业管道?的计算就可采用尼古拉兹的试验结果。在粗糙区，工业管道和尼古拉兹的实验曲线都是与横坐标轴平行。这就存在着用尼古拉兹粗糙区公式计算工业管道的可能性。问题在于如何确定工业管道的K值。尼古拉兹粗糙作为度量粗糙的基本标准。当量糙度：与工业管道粗糙区λ值相等的同直径尼氏管道的糙粒高度称为该工业管道的当量糙度。第66页，共126页，星期日，2025年，2月5日工业管道的当量糙粒高度是按沿程损失的效果来确定的，它在一定程度上反映了粗糙中各种因素对沿程损失的综合影响。几种常用工业管道的K值，见表4—l。（二）λ的计算公式1.光滑区或布拉修斯公式第67页，共126页，星期日，2025年，2月5日2.粗糙区或希弗林松公式二、紊流过渡区和柯列勃洛克公式(一)过渡区λ曲线的比较二者差异较大：工业管道在较小的Re数值下就偏离光滑曲线，且随Re的增加平滑下降，而人工粗糙管则存在上升部分。第68页，共126页，星期日，2025年，2月5日造成这种差异的原因在于两种管道粗糙均匀性的不同：在工业管道中，粗糙是不均匀的，粗糙的作用是逐渐增加的。尼古拉兹粗糙是均匀的，其作用几乎是同时产生。1.Colebrook公式尼古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的机械结合。柯氏公式曲线以尼古拉兹光滑区斜直线和粗糙区水平线为渐近线，适用于整个紊流三个阻力区。第69页，共126页，星期日，2025年，2月5日如何根据雷诺数Re和相对粗粒度K/d建立判别实际流动所处的紊流阻力区的标准呢?汪兴华导得的判别标准是：柯氏公式是普朗特理论和尼古拉兹试验结合后进一步发展到工程应用阶段的产物。为了简化计算，莫迪以柯氏公式为基础绘制出反映Re、K/d和λ对应关系的莫迪图。第70页，共126页，星期日，2025年，2月5日第71页，共126页，星期日，2025年，2月5日2.莫迪公式2.阿里特苏里公式：和柯氏公式比较，其误差不超过5％。适用于紊流三个区的综合公式第72页，共126页，星期日，2025年，2月5日当Re很小时括号内的第一项可忽略，公式实际上成为布拉修斯光滑区公式。当Re很大时，括号内第二项可忽略，公式和粗糙区的希弗林松公式一致。布拉修斯光滑区和尼古拉兹光滑区公式在Re＜105是基本一致的，而希弗林松粗糙区公式和尼古拉兹粗糙区公式也十分接近。因此阿里特苏里公式和柯氏公式基本上也是一致的。临界区第73页，共126页，星期日，2025年，2月5日例4-7.已知:，，，求：（1）人工管道，（2）光滑铜管（3）工业管，分别求解：（1）＝＞第74页，共126页，星期日，2025年，2月5日查尼氏实验图，得（2）由图4—ll或图4—14可得出?基本一致的结果。第75页，共126页，星期日，2025年，2月5日（3）查Moody图，得求：Ex4—8.已知：（1）（2）（3）第76页，共126页，星期日，2025年，2月5日解：（1）层流＝＞（2）紊流光滑区第77页，共126页，星期日，2025年，2月5日＝＞（2）阻力平方区＝＞第78页，共126页，星期日，2025年，2月5日说明：暖通空调工程上，在管线长度不变，并且不增大水头损失，若需增加流量，可采用更换管径的办法，此法效果明显。Ex4—9.已知：L、d、，。若d、H、λ均给定。