流动阻力和水头损失ppt 流动阻力和水头损失

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1、流动阻力和水头损失ppt流动阻力和水头损失导读：就爱阅读网友为您分享以下“流动阻力和水头损失”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持!擦定律计算。但紊流运动不同，除流层间有相对运动外，还有竖向和横向的质点混掺。因此，应用时均概念计算紊流切应力时，应将紊流的时均切应力?看作是由两部分所组成的。一部分为相邻两流层间时间平均流速相对运动所产生的粘滞切应力?1，另一部分为由脉动流速所引起的时均附加切应力?2(又称为紊动切应力)，即：???1??2（6—45）紊流的时均粘滞切应力与层流时一样计算，其公式为：?1??107dudy（6—46）紊流的附加切应力(即紊动切应力)?2的

2、计算公式可由普朗特的动量传递理论进行推导，其结果为?2???uxuy（6—47）上式的右边有负号是因为由连续条件得知，ux和uy总是方向相反，为使?2以正值出现，所以要加上负号。上式还表明，紊动切应力?2与粘滞切应力?1不同，它只是与流体的密度和脉动流速有关，与流体的粘滞性无关，所以，?2又称为雷诺应力或惯性切应力。在接下去的推导中，须采用普朗特的假设，流体质点因横向脉动流速作用，在横向运动到距离为l1的空间点'''107'上，才同周围质点发生动量交换。l1称为混合长度，如图6—9所示。如空间点A处质点x方向的时均流速为ux(y)，距A点l1处质点x方向

3、的时均流速为ux(y?l1)，这两个空间点上质点的时均流速差为?u?ux(y?l1)?ux(y)?ux(y)?l1duxdy?ux(y)?l1duxdy（6—48）设脉动流速的绝对值与时间流速差成比例关系，则ux?c1'107duxdyl1又知ux与uy成比例，即''91uy?c2c1''''107'duxdyl1虽然ux?uy与uxuy不等，但两者存在比例关系，则?uxuy?c2ux?uy?c1c2l1(''''2dxdy1072)（6—49）代入式（6-47）中，可得?2???uxuy?

4、?l(式中c1与c2均为比例常数。''2dxdy2)（6—50）令l1?c1c2l'，则?2??l'(51）上式就是由混合长度理论得到的附加切应力的表达式，式中l'亦称为混合长度，但已无直接物理意义。107最后可得dudy2)（6—22???1??2??duxdy??l(2dxdy)107(6—52)2上式两部分应力的大小随流动的情况而有所不同，当雷诺数较小，?1占主导地位，随着雷诺数增加，?2作用逐渐加大，当雷诺数很大时，即充分发展的紊流时，?1可以忽略不计，则上式简化为???l(2duxdy)（6—53）2下面根据式(6—52)来讨论紊流的流

5、速分布，对于管流情况，假设管壁附近紊流切应力就等于壁面处的切应力．即107???0上式中为了简便，省去了时均符号。进一步假设混合长度l与质点到管壁的距离成正比，即l?ky式中k为可由实验确定的常数．通常称为卡门通用常数。于是式(6—51)可以变换为dudy?1ky''0??1kyv107（6—54）其中v??0?为摩阻流速，对上式积分，得v?ku?Iny?c(6—55)92上式就是混合长度理论下推导所得的在管壁附近紊流流速分布规律，此式实际上也适用于圆管全部断面(层流底层除外)，此式又称为普朗特——卡门对数分布规律。紊流过流断面上流速成对数曲线分布，同层流过流断面上流速

6、成抛物线分布相比，紊流的流速分布均匀很多。第六节沿程水头损失系数的变化规律107圆管紊流是工程实际中最常见的最重要的流动，它的沿程水头损失的计算公式为式（6—2）。?是计算沿程损失的关键。但由于紊流的复杂性，直到目前还不能像层流那样严格地从理论上推导出适合紊流的?值来，所以?值的确定，现有的方法仍然只有经验和半经验方法。一、阻力系数?的影响因素先来分析一下阻力系数?的影响因素。在圆管层流研究中已得知，??64Re，即层流的?仅与雷诺数有关，与管壁粗糙度无关。在紊流中，?除与反映流动状态的雷诺数有关之外，还因为突入紊流核心的粗突起会直接影响流动的紊动程度，因而壁面粗糙度是影响阻力系数?的

7、另一个重要因素。实际的壁面粗糙情况是千差万别的，一般说来与粗糙突起的高度、形状，以及疏密和排列等因素有关。为了便于分析粗糙的影响，尼古拉兹采用所谓人工粗糙法，即将经过筛选的均匀砂粒，均匀紧密的贴在管壁表面，做成人工粗糙。对于这种简化的粗糙形式，可以采用一个指标即检验突起高度ks107(相当于砂粒直径)来表示壁面的粗糙程度，ks称为绝对粗糙度。绝对粗糙度具有长度量纲，所以仍感到有所不便，因而引入了量纲的相对粗糙度，即ks与直径(或半径)之比ksd