最新第四章 流动阻力和水头损失PPT课件.ppt

《最新第四章 流动阻力和水头损失PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训

2、，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅第四章流动阻力和水头损失一、基本概念1、湿周：

3、管子断面上流体与固体壁接触的边界周长。2、水力半径：断面面积和湿周长度之比。例：圆管：正方：§4－1流动阻力产生的原因及分类圆环流：明渠流：3、绝对粗糙度：壁面上粗糙突起的高度。4、平均粗糙度：壁面上粗糙颗粒的平均高度或突起高度的平均值。以Δ表示。4、相对粗糙度：Δ/D（D——管径）5、沿程水头损失：由沿程阻力引起的水头损失。以hf表示。6、局部水头损失：局部阻力引起的水头损失。以hj表示。7、总水头损失：hw＝∑hf+∑hj（1）.层流：流体质点平行向前推进，各层之间无掺混。主要以粘性力为主，表现为质点的摩擦和变

4、形。为第一种流动状态。（2）.紊流：单个流体质点无规则的运动，不断掺混、碰撞，整体以平均速度向前推进。主要以惯性力为主，表现为质点的撞击和混掺，为第三种流动状态。（3）.过渡状态：层流、紊流之间有短暂的过渡状态。为第二种流动状态。二、沿程水头损失与流速的关系实验方法：在实验管路A、B两点装测压管测压降，用实测流量求流速。实验数据处理：把实验点描在双对数坐标纸上回归方程式：（1）层流时，（2）紊流时，（3）不能用临界速度Vc作为判别流态的标准。因为由层流到紊流变化时的Vcup和由紊流到层流转化时的Vcdown不同，且

5、有Vcup>Vcdown（4）管径变化或流动介质变化时，Vc也不同，由此得出，Vc不能作为判别流态的标准三、判别流动状态的标准雷诺实验中所发生的现象与下列因素有关，流体密度ρ，粘性系数μ，平均流速V，管径D，即流动现象＝f（ρ，μ，V，D）利用π定理可得：流动现象＝f（ρVD/μ）＝f（Re）即流动现象只与雷诺数Re有关。大量实验表明，不同流体通过不同管径流动时，尽管Vc不同，但Re临大致相同，并在2000～2300范围之内。对于圆管，雷诺数工程上一般取Re临＝2000，当Re≤2000时，为层流，当Re>2000

6、时，为紊流。管内流速动力粘性系数管径Re的物理意义：惯性力与粘性力的比值。证明：式中L为特征长度，对于圆管，L＝d。（3）式给出了雷诺数的定义。Navier－Stokes方程式——粘性不可压缩流体运动微分方程式§4－3实际流体运动微分方程式Navier-Stokes方程式1、方程物理意义：单位质量流体所受质量力、表面力和粘性切应力在三个坐标轴的投影和等于加速度。2、对于理想流体ν＝0，N－S方程变成欧拉运动微分方程式。3、当u＝0时，N－S方程变成欧拉平衡微分方程式。－运动粘度§4－4因次分析和相似原理由于流体流动

7、十分复杂，至今对一些工程中的复杂流动问题，仍不能完全依靠理论分析来求得解答。因此，实验常常是流动研究中最基本的手段，而实验的理论基础则是相似原理，实验资料的数据分析则要应用量纲分析。一、因次分析1、概念因次：即量纲。是标志性质不同的各类物理量的符号。如长度因次用[L]表示。基本因次：某种单位制中基本单位对应的因次，它具有独立性。如[M]，[L]，[T]导出因此:对应于导出单位因次式：因次表达式,常用方括号标示.2、因次齐次性原理——因次分析的基本原理完整的物理方程式等号两边各项因次相同，因此可检查方程是否正确。因次

8、齐次性用途：（1）.物理量因次的推导（2）.检验新建立的公式的正确性（3）.求导公式中物理量的指数（4）.建立物理方程式无因次量:无单位的常数,因次为13、因次分析方法之一——雷利（Rayleigh）法变量少于4个时，直接应用因次齐次性原理来分析。例：在圆管层流中，沿壁面的切应力τ0与管径d、流速V及粘性系数µ有关，用量纲分析法导出此关系的一般表达式。解：n