流体力学沿程阻力PPT学习教案

1、会计学1流体力学沿程阻力流体力学沿程阻力2Redv22fdghlv 算出若干组算出若干组Re和和值，将其点值，将其点绘在双对数坐标纸上，就得到绘在双对数坐标纸上，就得到 =f(Re, ks /d）曲线，即曲线，即尼古拉兹曲尼古拉兹曲线图线图 第1页/共22页3第2页/共22页4第3页/共22页5第4页/共22页6 圆管流动流态特点圆管流动流态特点流流态态流态判流态判别标准别标准 流区判流区判别别 流速分流速分布布 主要作用力主要作用力 影响值的影响值的因素因素 水头损水头损失失 层层 流流管流：管流： Re2300 光滑区光滑区 a . 粘 性粘 性底层线底层线性分布性分布;b.其 他其 他区

2、域呈区域呈对数或对数或指数曲指数曲线分布。线分布。紊流附加切紊流附加切应力应力 =f（Re ） 与与ks /d无无关关过渡区过渡区 =f(Re， ks /d ）粗糙区粗糙区 =f(ks /d) 与与Re无关无关 dydu0122xyu u 1fh0 . 275. 1fh第5页/共22页71lnuycv1紊流光滑区紊流光滑区5.75lg5.5yuvv11lnyucvv 根据尼古拉兹实验取根据尼古拉兹实验取=0.4、c1=5.5代入上式，并把代入上式，并把自然对数换成常用对数，便得到自然对数换成常用对数，便得到光滑区速度分布半经验公式光滑区速度分布半经验公式 第6页/共22页85.75lg8.48

3、suykv21lnsuyckv3、紊流流速分布的指数式紊流流速分布的指数式 nryuu0max 1932年尼古拉兹根据实验结果提年尼古拉兹根据实验结果提出了此式，出了此式，n 为指数随雷诺数为指数随雷诺数Re而变而变化。该指数公式完全是经验性的，但化。该指数公式完全是经验性的，但因公式形式简单，被广泛应用因公式形式简单，被广泛应用 第7页/共22页951. 2Relg212、尼古拉兹粗糙管公式、尼古拉兹粗糙管公式 skd7 . 3lg21第8页/共22页10 紊流三区的紊流三区的计算公式不同，必须先判别阻力区，才能选用相应公式。粘性底层厚度计算公式不同，必须先判别阻力区，才能选用相应公式。粘性

4、底层厚度、壁面粗糙突起高度、壁面粗糙突起高度ks的相互关系决定了阻力分区。在边界的相互关系决定了阻力分区。在边界y= 处，粘性底层厚度应同时满足下两式处，粘性底层厚度应同时满足下两式*yuvvv5.75lg5.5yuvv11.6v与粗糙高度相比与粗糙高度相比11Re11.611.6sskkv粗糙粗糙雷诺数雷诺数0Re5,2.3,(Re)sk 5 Re70,0.17 2.3 ,(Re,)ssskkk d 70Re ,0.17,()sskkd紊流光滑紊流光滑区区紊流过渡紊流过渡区区紊流粗糙紊流粗糙区区第9页/共22页11径相同径相同),排列整齐排列整齐,疏密均匀疏密均匀第10页/共22页12第11

5、页/共22页13dks7 . 3Re51. 2lg21 柯列勃洛克公式不仅适用于工业管道紊流过渡区，且可柯列勃洛克公式不仅适用于工业管道紊流过渡区，且可用于紊流全部三个阻力区，故称为用于紊流全部三个阻力区，故称为紊流的综合公式紊流的综合公式。 该公式适用范围广，与工业管道实验结果符合良好该公式适用范围广，与工业管道实验结果符合良好，被广泛应用。，被广泛应用。（柯列勃洛克公式）（柯列勃洛克公式） 1Re2lg2.5113.72lgsdk第12页/共22页14第13页/共22页1525. 0Re3164. 0 形式简单，计算方便。在形式简单，计算方便。在Re105范围内，有较高的范围内，有较高的精

6、度，得到广泛应用。精度，得到广泛应用。2希弗林松公式希弗林松公式25. 011. 0dks3谢才公式谢才公式Chezy 1769年法国工程师谢才直接根据河渠的实测资料提年法国工程师谢才直接根据河渠的实测资料提出是水力学最古老的公式之一出是水力学最古老的公式之一 CRJ第14页/共22页16gC8 1/61CRn 式中式中n 是综合反映壁面对水流阻滞作用的粗糙系数是综合反映壁面对水流阻滞作用的粗糙系数， 依据长期积累的丰富资料所确定。在依据长期积累的丰富资料所确定。在n 0.02、R0.5m范围内，进行输水管道及较小渠道的计算，结果与范围内，进行输水管道及较小渠道的计算，结果与实际相符，至今仍在

7、工程中被广泛采用。各种不同粗糙实际相符，至今仍在工程中被广泛采用。各种不同粗糙面的面的n见见P106表表5-3 就谢才公式本身而言，可用于有压或无压均匀流的就谢才公式本身而言，可用于有压或无压均匀流的各阻力区；但各阻力区；但当当C按经验公式确定时，只适用于处于按经验公式确定时，只适用于处于紊流紊流粗糙区粗糙区（阻力平方区）时的（阻力平方区）时的明渠、管道均匀流明渠、管道均匀流，如明渠，如明渠流、有压混凝土管流、有压隧洞流等。流、有压混凝土管流、有压隧洞流等。CRJ第15页/共22页17226. 0226. 0684. 010159. 0vd此式的适用条件为此式的适用条件为Re2.4106，d

8、以以m计，计，v 以以m/s计。计。 新铸铁管新铸铁管 284. 0284. 036. 210144. 0vd此式的适用条件为此式的适用条件为Re2.7106，d 以以m计，计，v 以以m/s计计第16页/共22页183 . 03 . 0867. 010179. 0vd3 . 0021. 0d 舍维列夫公式是在水温为舍维列夫公式是在水温为10oC，运动粘滞系数，运动粘滞系数=1.310-6m2/s的条件下得出的，前式适用于紊流过渡的条件下得出的，前式适用于紊流过渡区，区， d 以以m计，计，v 以以m/s计；后式适用于阻力平方区计；后式适用于阻力平方区, d 以以m计计 第17页/共22页1987. 4852. 10852. 167.10dClQH 塑料管塑料管混凝土管混凝土管焊接钢管焊接钢管 新铸铁管、涂沥青或新铸铁管、涂沥青或水泥的铸铁管水泥的铸铁管 旧铸铁管、旧钢管旧铸铁管、旧钢管 150120 130100 第18页/共22页2022felhdgv v第19页/共22页212223.14 0.0750.0044m44dA0.007251.65m/s0.0044QAv查表查表1-3, t=