沿程水头损失PPT学习教案

1、会计学1 沿程水头损失沿程水头损失 沿程水头损失沿程水头损失 第1页/共51页 第2页/共51页 局部水头损失 第3页/共51页 ffabfbcfcd hhhh jjajbjc hhhh wfjfabfbcfcdjajbjc hhhhhhhhh 第4页/共51页 二、能量损失的计算公式长期工程经验总结 液体：沿程水头损失（达西公式）： 沿程阻力系数；管道长度；d管道直径；v 平均流速 局部水头损失： 气体：沿程压强损失： 局部压强损失： 核心问题： 和 的计算。 2 f (3-1) 2 L v h dg 2 j (3-2) 2 v h g 2 f (3-3) 2 Lv p d 2 j (3-4

2、) 2 v p 第5页/共51页 雷诺发明两种流动状态，沿程损失与流态密切相关。 层流各流层的流体质点互不混 杂的流动型态。 紊流各流体质点的瞬时速度大 小方向随时间而变，各流层质点 互相掺混的流动型态。 第6页/共51页 不稳定 区 紊流区 层流 区 第7页/共51页 f hv 1.752.0 f hv : 第8页/共51页 有压圆管流态判据： Re2000，层流 Re 2000，紊流 适用于任何管径和任何牛顿流体。 无压流和非圆管有压流动的流态判据： 用水力半径代替圆形管的直径d时，Rek=500 ； 用当量直径de计算时， Rek=2000。 Re/ (3-6)vdvd Re vR A

3、R 第9页/共51页 等的。 常数 p z 第10页/共51页 第11页/共51页 第12页/共51页 第13页/共51页 上式说明：圆管层流沿程阻力系数 只与Re有关，与管壁粗糙度无 关。 64 Re JR du dr 2 2 32 32 Jv d L v d f 即 h 2 f 64 Re2 L v h dg 2 f 2 L v h dg 第14页/共51页 如图3-7。相互掺混，互相 碰撞。 在紊流中，某流体质点 的瞬时速度和压强始终围 绕某一平均值而上下波动 的现象脉动现象。 第15页/共51页 0 0 1 (3-20) T xx T xx uATuAdt uu dt T xxx uu

4、u 第16页/共51页 Re较小时，1为主要； Re足够大时,2为主要。 第17页/共51页 如图3-8。 32.8 Re d 第18页/共51页 第19页/共51页 大量实验说明：紊流主要取决于 Re和管道相对粗糙度/d这两个 因素。 2 f 2 L v h dg 64 Re JR 第20页/共51页 尼 古 拉 兹 实 验 曲 线 第21页/共51页 第22页/共51页 12.51 2 lg 3-25 3.7R ed 莫迪图：1944年莫迪以式(3-25)为基础，绘制了工 业管道的阻力系数变化曲线图，即莫迪图。 在图上，（R，/d）第23页/共51页 莫迪图 第24页/共51页 如何使用摩

5、迪图？ 0.10 0.09 0.08 0.07 0.05 0.04 0.06 0.03 0.05 0.02 0.015 0.04 0.01 0.008 0.006 0.03 0.004 0.025 d 0.002 0.02 0.001 0.0008 0.0006 0.0004 0.015 0.0002 0.0001 0.00005 0.01 0.009 0.00001 0.008 2 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8 103 104 105 106 107 108 0.000005 0.000001 雷诺数 du Re 第25页/共51页 适用于流速3

6、m/s的塑料 管、玻璃管和一些非碳钢 类的金属管。 0.25 0.3164 (3-26) Re 1Re 2lg 3-27 2.51 0.239 0.304 3-28 Re 第26页/共51页 适用于v1.2m/s时 (紊流过渡区)。 1 6 3 10 0.0055 120000 3-29 Red 0.25 68 0.11 3-30 Red 0.3 0.3 0.01790.867 1 3-31 dv 第27页/共51页 0.3 0.021 3-32 d 0.25 0.11 3-33 d 第28页/共51页 折算 两个水力要素 粗糙度 过流断面面积 湿周 3-34 A R 2 4 4 d Ad R

7、 d 2 Aab R ab 2 44 Aaa R a 第29页/共51页 2 44 2 e abab dR abab 2 44 4 e a dRa a 2 f 2 e Lv h dg g k k Re Re500 4 ReRe2000 e vR vRvd 4 4 (3-35) e d RR ddR 第30页/共51页 第31页/共51页 主要因素 第32页/共51页 第33页/共51页 2 2 (3-37) 2 3-38 2 j jj v h g v ph g 2 1 1 2 2 2 22 12 12 21 2 2 11 j j v h g v h g AA AA 或 或 第34页/共51页

8、第35页/共51页 2 2 e j lv h dg d内径。 le管径或阀门的当量长度。le=Ad. A折算系数或当量长度系数。其获得方法 是查阅有关参考资料。 第36页/共51页 如果局部阻碍之间的直管段长度大 于3d，干扰的结果将使总的局部 损失小于按正常条件下算出的各 局部损失的叠加。 第37页/共51页 金属皂及悬浮物。 2 f 2 L v h dg 第38页/共51页 。 2 j 2 v h g f 其中: 局部阻碍形状,相对粗糙度,Re 第39页/共51页 第40页/共51页 第41页/共51页 第42页/共51页 第43页/共51页 一、附面层厚度：实际上边界层内、外区域并没有

9、明显的分界面，一般将壁面流速为零与流速达到来流速 度的99处之间的距离定义为边界层厚度。 u u u u u u 主体区或外流区 第44页/共51页 二二、边边界界层层的的形形成成和和发发展展 u 层流边界层 过渡区 湍流边界层 x 边界层的发展 Rex=ux/ 层 流 底 层 流体流过光滑平板时，边界层由层流转变为湍流发生在 Rec=21053106 第45页/共51页 边界层 umax u Le 充分发展的流动 (a)层流 u 边界层 Le 充分发展的流动 (b)湍流 圆管内边界层的发展 进口段长度 进口段长度 层流时 Le/d=0.05Re； 湍流时 Le=4050d 这里，雷诺数 Re=ubd/。 第46页/共51页 y y y A S D E 压力逐渐减小 压力逐渐增大 分离点 边界层分离的必要条件是：逆压、流体具有粘性边界层分离的必要条件是：逆压、流