水力学讲义液流形态及水头损失学习教案.pptx
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1、会计学1水力学讲义水力学讲义(jingy)液流形态及水头损失液流形态及水头损失第一页,共26页。1122LOOZ1Z2列流动(lidng)方向的平衡方程式:FP1=Ap100G=gALFP2=Ap2湿周整理(zhngl)得:改写(gixi)为:水力半径过水断面面积与湿周之比,即A/量纲分析圆管中沿程阻力系数返回3.2 均匀流沿程水头损失与切应力的关系均匀流沿程水头损失与切应力的关系-均匀流基本方程均匀流基本方程第2页/共26页第二页,共26页。可得到均匀流沿程水头损失与切应力的关系式,即均匀流基本可得到均匀流沿程水头损失与切应力的关系式,即均匀流基本(jbn)(jbn)方程式:方程式:上面的分
2、析,适用于任何大小的流束。上面的分析,适用于任何大小的流束。水水水水力力力力学学学学讲讲讲讲义义义义(ji(ji ngngy)y)第3页/共26页第三页,共26页。3.3 液体液体(yt)运动的两种型态、运动的两种型态、圆管层流圆管层流一、雷诺试验一、雷诺试验当流速较小时,各流层质点互当流速较小时,各流层质点互不混杂,这种型不混杂,这种型态的流动叫层流。当流速较大态的流动叫层流。当流速较大时,各流层质点时,各流层质点形成涡体互相混掺,这种型态形成涡体互相混掺,这种型态的流动叫做紊流。的流动叫做紊流。水水水水力力力力学学学学讲讲讲讲义义义义(ji(ji n ngygy)第4页/共26页第四页,共
3、26页。水水水水力力力力学学学学讲讲讲讲义义义义(ji(ji ngngy)y)第5页/共26页第五页,共26页。水水水水力力力力学学学学讲讲讲讲义义义义(ji(ji n ngygy)层流:液体质点作有条不紊(yu tio b wn)的线状运动,水流各层或各微小流束上的质点彼此互不混掺。第6页/共26页第六页,共26页。水水水水力力力力学学学学讲讲讲讲义义义义(ji(ji n ngygy)第7页/共26页第七页,共26页。水水水水力力力力学学学学讲讲讲讲义义义义(ji(ji ngngy)y)紊流:液体质点在沿管轴方向运动(yndng)过程中互相混掺。第8页/共26页第八页,共26页。水水水水力力
4、力力学学学学讲讲讲讲义义义义(ji(ji ngngy)y)第9页/共26页第九页,共26页。层流层流(cn li)与紊流的判别与紊流的判别(下)临界(下)临界(ln ji)雷雷诺数诺数雷诺数雷诺数或或若若ReRek,水流为紊流,水流为紊流,返回前进第10页/共26页第十页,共26页。紊流形成紊流形成(xngchng)过程的分析过程的分析返回选定流层流速分布曲线干扰FFFFFFFFFFFF升力涡 体紊流形成(xngchng)条件涡体的产生(chnshng)雷诺数达到一定的数值第11页/共26页第十一页,共26页。圆管中的层流运动及其沿程水头损失圆管中的层流运动及其沿程水头损失(snsh)的计算的
5、计算质点运动质点运动(yndng)特特征(图示):征(图示):液体质点是分层有条不紊液体质点是分层有条不紊(yu tio b wn)、互不混杂地、互不混杂地运动着运动着切应力:切应力:流速分布流速分布(推演推演):断面平均流速:断面平均流速:沿程水头损失:沿程水头损失:沿程阻力系数:沿程阻力系数:第12页/共26页第十二页,共26页。沿程阻力沿程阻力(zl)系数的变系数的变化规律化规律尼古拉兹实验尼古拉兹实验(shyn)或Lg(100)lgRe层流时,水力光滑壁面,称为紊流光滑区水力粗糙壁面,称为紊流粗糙区过渡粗糙壁面,称为率流过渡粗糙区第13页/共26页第十三页,共26页。光滑区和粗糙区的
6、值常用工业(gngy)管道的当量粗糙可查课本表4-1。的计算公式:在紊流光滑区:或写成粗糙区或写成式(4-30)和式(4-32)都是半经验公式,还有两个应用广泛的经验公式,光滑区的布拉休斯公式:第14页/共26页第十四页,共26页。上式适用于Re105的情况。还有粗糙区的希弗林松公式:紊流过渡区和柯列勃洛克公式柯列勃洛克根据大量(dling)的工业管道试验资料,整理出工业管道过渡区曲线,并提出该曲线的方程:K为工业管道的当量粗糙粒高度,可查4-1。该式为尼古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的机械组合。为简化计算,莫迪以柯氏公式为基础绘制出反映Re、K/d和 对应关系的莫迪图,在该图上可根据Re和K/
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