nullnull第六章 管内流动和水力计算 液体出流null6-0 粘性流体总流伯努利方程重力场中一维绝能定常流动积分式的能量方程对不可压缩流体总流定常流动位势能+压强势能位势能+压强势能null6-0 粘性流体总流伯努利方程
在缓变流截面上 流束内流线的夹角很小
流线的曲率半径很大
近乎平行直线的流动 位势能+压强时能null6-0 粘性流体总流伯努利方程 动能用平均速度计算的的动能实际动能null6-0 粘性流体总流伯努利方程总流的动能修正系数null6-0 粘性流体总流伯努利方程 内能由截面 A1 至截面 A2，平均单位重力流体的内能增量为切向摩擦力做功流体机械能减少内能增加转化为热null适用于重力作用下的不可压缩粘性流体定常流动任意二缓变流截面，而且不必顾及在该二缓变流之间有无急变流存在。不可压缩粘性流体总流的伯努利方程nullnullnullnull粘性流体主流速度
壁面粘附v=0截面上速度变化流动垂直方向存在速度梯度流层间存在切向应力克服阻力，消耗机械能机械能转化为热能
null沿程能量损失简称沿程损失，是发生在缓变流整个
流程
快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计
中的能量损失，是由流体的粘滞力造成的损失。达西-魏斯巴赫
公式
小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载
沿程损失系数 影响沿程损失主要因素流动状态、速度、管道几何尺寸、流体性质等null局部能量损失简称局部损失，是发生在流动状态急剧变化的急变流中的能量损失。是主要由流体微团的碰撞、流体中的涡流等造成的损失。局部损失系数
由实验确定局部损失发生位置null整个管道的能量损失null 雷诺实验1883年英国科学家雷诺经过实验研究发现，在粘性流体中存在着两种截然不同的流态，并给出了判定层流和紊流两种流态的准则。null整个流场呈一簇相互平行的流线，这种流动状态称为层流null流束开始振荡，处于不稳定状态 — 过渡过程null流体质点做复杂无规则的运动，这种流动状态称为紊流nullnullnull粘性流体流动状态层流紊流不定（下临界速度）（上临界速度）分层有规律；
流体质点的轨迹线光滑而稳定；
各液层间互不相混。流体质点的运动轨迹极不规则；
各流层质点相互掺混；
彼此进行着激烈的动量变换。从层流到紊流的转变阶段层流和紊流的区别在于：流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。在紊流流动中存在随机变化的脉动量，而在层流流动中则没有。nullnull沿程损失与流动状态有关，因此，要计算各种流体管道的沿程损失，必须先判别流体的流动状态。null对于直径为d的圆截面管道流体通道（或绕流的物体）的特征尺寸临界流速与流体黏度、密度及流道线性尺寸相关。null工程上层流紊流层、紊实验发现，不论流体的性质和管径如何变化紊上临界雷诺数在工程上没有实用意义nullnull时时时null通过倾斜角为的圆截面直管道的不可压黏性流体的定常层流流动。
研究对象：半径为r、长度为l的圆柱体
受力分析：
端面压力：
侧面粘滞力：
重力：null粘性流体在圆管中作层流流动时，同一截面上的切向应力的大小与半径成正比。列平衡方程：null粘性流体在圆管中作层流流动时，流速的分布规律为旋转抛物面。null在管轴上的最大流速为平均流速等于最大流速的一半圆管中的流量对于水平放置的圆管哈根—泊肃叶公式null单位重力流体的压强降单位体积流体的压强降层流流动的沿程损失与平均流速的一次方成正比，沿程损失系数仅与雷诺数Re有关，而与管道壁面粗糙与否无关。null在圆管中粘性流体做层流流动时的实际动能等于平均流速计算的动能的一倍。null紊流流动 时均速度和脉动速度紊流时，流体质点做复杂的无规律的运动一个质点有非常复杂的轨迹不同瞬时通过空间同一点的粒子轨迹是在不断变化的紊流流动实质上是非定常流动。null时均速度: 在时间间隔Δt内轴向速度的平均值脉动速度：瞬时速度与时均速度之差
其时均值为零null问题将极其复杂从工程应用的角度看关心流体主流的速度分布、压强分布以及能量损失，不关心每个流体质点如何运动。空间各点的时均速度不随时间改变的紊流流动也称为定常流动或准定常流动nullnullnull速度差可认为是y处流层的纵向脉动速度，其绝对值的时均量为：横向脉动速度 与纵向脉动速度 同一数量级。null在两流层间取微元面积dA，单位时间由于横向脉动引起的动量变化量为
两流层在dA上的作用力为：
通除dA，并取时均值，脉动切向应力为
null取切向应力方向由速度梯度表示普朗特混合长度null圆管中紊流的速度分布和沿程损失圆管中紊流的区划 粘性层底 水力光滑与水力粗糙null圆管中紊流中心部分速度分布比较均匀粘性底层基本保持层流状态过渡部分不单独考虑紊流δ粘性底层的厚度很薄，但是它对紊流流动的能量损失以及流体与壁面间的换热等物理现象却有着重要的影响。管壁的绝对粗糙度ε: 管壁的粗糙凸出部分的平均高度 nullnull 当 时，粘性底层完全淹没了管壁的粗糙凸出部分。这时粘性底层以外的紊流区域完全感受不到管壁粗糙度的影响，流体好像在完全光滑的管子中流动一样。这种情况管内流动称为“水力光滑”，这种管道称为“光滑管”。当 时，管壁粗糙凸出部分有一部分或大部分暴露在紊流区中。流体流过凸出部分，将产生漩涡，造成新的能量损失，管壁粗糙度将对紊流流动发生影响。这种情况下管内流动称为“水力粗糙”，这种管道称“粗糙管”。null实验证明，粘性底层的厚度δ是随着雷诺数Re的改变而改变的 。水力光滑时水力粗糙时管壁的相对粗糙度null①当 时圆管中紊流的速度分布以流过光滑壁面紊流流动为例：假设在整个区域内,切向应力速度粘性底层中null②当 时摩擦切向应力可忽略假定混合长度不受粘性影响，并与离壁面的距离成正比，即nullnull光滑壁面紊流速度分布公式可作为光滑圆管中的紊流速度分布的近似公式。
尼古拉兹实验得：k=0.40，C1=5.5null当y=r0时，管轴处最大流速
平均流速：null当 时，null紊流流过粗糙壁面：
假定在 处，null尼古拉兹由水力粗糙管实验得：
k=0.40，C2=8.48null水力光滑管中 2．圆管中紊流的速度分布水力粗糙管中null 3．圆管中紊流的沿程损失紊流光滑管中紊流粗糙管中null尼古拉兹实验不同粒径的均匀沙粒分别粘贴到管道内壁上nullnull1.层流区 Re<2320
管壁的相对粗糙度对沿程损失系数没有影响。null2. 过渡区 2320
2l/c，即反射的膨胀波陆续到达阀门时阀门还没完全关闭，阀门处的压强将达不到水击的最大压强ph，而只能达到某一水击压强p’h，阀门关闭时间ts比2l/c大的越多，阀门处的水击压强越低。这种水击称为间接水击。null 减弱水击的措施避免直接水击，在可能时尽量延长间接水击时的阀门关闭时间；采用过载保护，在可能产生水击的管道中设置储能器、调压塔或安全阀等以缓冲水击压强；可能时减低管内流速，缩短管长，使用弹性好的管道等。null粘性流体总流的伯努利方程、总流动能修正系数管内流动能量损失、两种流动状态圆管中流体的层流流动、速度分布、沿程损失系数圆管中流体的紊流流动、时均速度、脉动速度、水力光滑、水力粗糙沿程损失的实验研究、莫迪图的应用非圆形管道沿程损失的计算、当量直径局部损失 截面突然扩大、缩小 弯管损失的三个成因综合应用举例、虹吸管工作机理管道水力计算 串联管道 并联管道液体的出流 孔板流量计水击现象 直接水击 间接水击 减弱或防止水击的措施null流体流动中的能量损失是如何产生的？损失的机械能变成了什么？
粘性流体在通道中流动的能量损失可分为哪几大类？如何造成的？发生在何处？
工程中判断流动状态的临界雷诺数是多少？
什么是“水力光滑”？什么是“水力粗糙”？
什么是湿周？什么是当量直径？
管道串联时其流量和水力损失与各管段之流量与水力损失有何关系？
管道并联时其流量和水力损失与各管段之流量与水力损失有何关系？
如何减弱水击？作业：6-10 6-13 6-19 6-20 6-26 6-34 6-37 6-41
浙公网安备 33021202002483