管内不可压缩流体流动详解.ppt

工程流体力学 第六章管内不可压缩流体流动流动 流体的输送伯努里方程中的损失项 工业应用—管道 管道类型—流动状态—损失形式 能量损关圆管层流沿程损失 非圆管湍流局部损失 第一节沿程损头和局部损失 由于粘性产生流动阻力,使机械能转化为热能而散 失,从而造成机械能损失。按流动情况,能量损失 可分为沿程损失和局部损失。 一沿程阻力(摩擦阻力)与沿程损失 沿程阻力:在边界沿程不变的均匀流段上,流动阻 力就只有沿程不变的摩擦阻力,称为沿程阻力。 沿程损失:客服沿程阻力所产生的能量损失。 沿程损失的特点:均匀分布在整个流段上,与长度 成正比。用水头损失表示时,称为沿程水头损失, 用h表示。 沿程损失的计算 对于圆管内流动,水头损失为 hn=元 达西公式 沿程阻力系数 管长 管径 对于气体,采用压力损失,有 ◆=pgh=石- d 2 二局部阻力与局部损失 局部阻力:在边壁形状沿程急剧变化,流速分布 急剧调整的局部区段上,产生的流动阻力称为局 部阻力。 局部损失:克服局部阻力引起的能量损失称为局 部损失。符号:h 局部损失计算公式 h, =5- p=pgh,=s 局部阻力系数 整个流道水头损失h为 h=∑b+∑ 本章的主要问题就是在不同流态、不同管道 类型时计算沿程阻力系数和局部阻力系数 第二节层流与湍流流动 两种流态—观察试验(缓慢改变流速) 1速度由小到大,即上行过程 层流卩<v 过渡流v<<v ()器湍流v>v (a)低速时,流线保持直线,色线稳定—层流; (b)加大流速,红线(或蓝线)呈波纹状,流动不 稳定——过渡流; (c)继续加大流速,红线剧烈波动,最后断裂,红 色充满全管—湍流(紊流)。 2下行,即速度由大到小 <v时达到层流 下临界速度 上临界速度 上行时,速度由小到大,因无外界扰动,故 达到紊流的上临界速度较大。但实际流动难 免有扰动,故无实际意义。实际以v作为 判断的标准。 二能量损失 E n=175~2.0 对数坐标, 范围较大 B 总流的伯努里方程 +2 十 z+ 82。+h 十 h,=Ky pg 2g y1-2 上行时,由B点开始转化为湍流;下行时,沿 BCA变化,在A点达到层流 层流时,b随ν0变化 湍流时,b随ν变化,n=175-2.0