流体流动过程.PPTVIP

**（d）流体流过曲面或障碍时的边界层分离A点流速为零压强最大驻点加速减压C点(u→max，p→min)减速加压S点(u=0，p→max)边界层分离边界层的分离会导致流体流动阻力的增大ABS?**§2－4流体在圆管内流动时的阻力计算2－4.1滞流时的摩擦阻力滞流是流体作一层滑过一层的流动，流动阻力主要是流体的内部摩擦力。在流动过程中，阻力服从牛顿黏性定律。**由压力差产生的推力流体层间内摩擦力流体柱所受的推力其表面滑动的摩擦力相等而方向相反因管半径为R，整理并积分，得：**将u0=2u,d=2R,代入上式，整理得：此式称为泊肃叶方程。将Re代入上式得：或[Pa][Pa][m流体柱]**2－4.2湍流时的摩擦阻力根据多方面得实验并进行适当数据处理后，得到如下公式：或以上两式称为范宁公式。------称为摩擦阻力系数。****1）摩擦因数图a)层流区：Re≤2000，λ与Re成直线关系，λ=64/Re。b)过渡区：2000＜Re＜4000，管内流动随外界条件的影响而出现不同的流型，摩擦系数也因之出现波动。c)湍流区：Re≥4000且在图中虚线以下处时，λ值随Re数的增大而减小。d)完全湍流区：图中虚线以上的区域，摩擦系数基本上不随Re的变化而变化，接近为一常数，其值只随相对粗糙度的变化而变化。根据范宁公式，若l/d一定，则阻力损失与流速的平方成正比，称作阻力平方区2)λ值的经验关系式柏拉修斯(Blasius)光滑管公式适用范围为Re=3×103～1×105ε＝e/d＝管的粗糙度/圆管内径**当流体在管道系统中流经各种管件时，其流速大小和方向都发生了变化，流体质点发生扰动而形成涡流，导致产生摩擦阻力，这类阻力称为局部阻力。为了便于管路计算，把局部阻力折算成一定长度直管的阻力，此相应的管子长度称为当量长度le。管路计算主要是利用连续性方程、伯努利方程和阻力计算式确定外加能量（He）、流量（qv）、位置（H）及操作压强（P）。2－4.3局部阻力2－4.4管路计算**计算步骤确定基准面与衡算面列已知条件（H、p、u）（*）计算Hf列伯努利方程，求未知量*功率计算**§2.5流体流量的测量1.孔板流量计是利用孔板对流体的节流作用，使流体的流速增大，压力减小，以产生的压力差作为测量的依据。**如图所示，在管道内与流动垂直的方向插入一片中央开圆孔的板，孔的中心位于管道的中心线上，孔板前后管壁上有测压孔，用以连接压力计即构成孔板流量计。**为了建立管内流量与孔板前后压力变化的定量关系，取孔板上游尚未收缩的流动截面为1－1，下游截面宜放在缩脉处，以便测得最大压差读数，但由于缩脉的位置及其截面积难于确定，故以孔板处为下游截面0－0，在1－1和0－0两截面之间列机械能衡算方程，并暂时略去能量损失，可得因为是水平管道，所以H1=H0，化简得：**对不可压缩性流体，根据连续性方程，可得：将上式代入可得：**对于实际流体而言，由于流动阻力引起得压头损失，孔板处突然收缩造成得扰动，以及板与导管间装配可能有误差，将这些影响归纳为一个校正系数c0，对所测的流速加以校正，得：C0称为孔板流量系数，其值由试验或经验关系确定。一般情况下为0.61－－0.63.若液柱压力计读数为△R，指示液密度为ρi，则孔板流量计制造简单，安装与更换方便，其主要缺点是流体的能量损失大，A0/A1越小，能量损失越大**2.文丘里流量计为减少流体节流造成的能量损失，可用一段渐缩渐扩的短管代替孔板，这就构成了文丘里（Venturi）流量计。**如图所示，当流体在渐缩渐扩段内流动时，流速变化平缓，涡流较少，于喉颈处（即最小流通截面处）流体的动能达最高。此后，在渐扩的过程中，流体的速度又平缓降低，相应的流体压力逐渐恢复。如此过程避免了涡流的形成，从而大大降低了能量的损失cv值与众多因素有关，当孔径与管径之比在（1/2)～（1/3)的范围内时，其值为0.98～1。**3.转子流量计