河海大学流体力学第5章层流、紊流及能量损失课件.ppt

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1、第五章层流、紊流及其能量损失概述主要解决的问题：水头损失的计算两种不同的流动形态：层流和紊流研究方法：理论分析和试验研究相结合根据边界的形状和尺寸是否沿程变化和主流是否脱离固体边界或形成漩涡，把水头损失分为沿程水头损失hf和局部水头损失hj水头损失的分类沿程水头损失和沿程阻力当固体边界的形状尺寸沿程不变，液体在长直流段中流动产生的阻力称为沿程阻力，由沿程阻力做功产生的水头损失称为沿程水头损失，用hf表示。——均匀流和渐变流的水头损失局部水头损失和局部阻力当固体边界的形状、尺寸或两者之一沿流程急剧变化时所产生的阻力称为局部阻力，由局部阻力做功产生的水头损失称为局部水头损失，用hj表示。——急变

2、流的水头损失计算两个断面间的水头损失时，如果两断面间有若干段均匀流或渐变流及若干段急变流，水头损失为各段的沿程损失和局部损失之和，即5.1.1雷诺试验（O.Reynolds1883年）5-1层流与紊流的概述阀门微微开启时，流量很小，流速较小，红色液体形成一条直线。在阀门逐渐开大时，流量增大，流速增大，红色液体形成的直线逐渐弯曲，动荡，但仍保持为线状。在阀门继续开大时，流速增大到一定程度，红色液体不再保持线状，而是交错散乱的运动，并迅速向四周扩散，使全管水流着色。层流：流体质点互不混合的层次分明，有序定向流动状态紊流：流体质点相互混合的随机，无序流动状态沿程损失hf和断面平均流速v的关系测次h

3、fv123…5.1.2流态的判别-雷诺数对于圆管，下临界雷诺数比较稳定，为2000例5-1：圆管道流动，分别输送水和油输水是紊流输油是层流分析流动状态：平均速度5-2均匀流沿程损失的理论分析5.2.1均匀流基本方程1流速分布由牛顿内摩擦定律：由均匀流基本方程：联立求解：分离变量并整理得：5.2.2圆管层流的特性2流量3断面平均流速v5.2.3沿程水头损失的一般公式已经导出的圆管层流计算水头损失的公式可推广到紊流对圆管层流紊流均适用：上式称为达西-维斯巴赫公式。5-5紊流的沿程损失5.5.1尼古拉兹实验5.5.2实用管道沿程水头损失系数的实验研究5.5.3明渠流沿程损失的经验公式5-6流动的局

4、部损失