本节的目的导出阻力与影响因素之间的关系式,即阻力计算

1、本节的目的：本节的目的：导出阻力与影响因素之间的关系式，导出阻力与影响因素之间的关系式， 即阻力计算式。即阻力计算式。 雷诺实验雷诺实验 雷诺准数雷诺准数 滞流底层滞流底层1-3-3 滞流与湍流滞流与湍流影响阻力大小的因素：影响阻力大小的因素：1 流体本身的特性流体本身的特性2 流体的流动状况流体的流动状况3 管壁的状况管壁的状况第三节第三节 流体在管内的流动阻力流体在管内的流动阻力1-3-2 流动类型与雷诺准数流动类型与雷诺准数因次的概念因次的概念二二三三区别区别1-3-4 边界层的概念边界层的概念(了解了解) 边界层的形成边界层的形成 边界层的发展边界层的发展 边界层的分离边界层的分离二二

2、三三下一节下一节1-3-1 牛顿粘性定律与流体的粘度牛顿粘性定律与流体的粘度 一、牛顿粘性定律一、牛顿粘性定律二、流体的粘度二、流体的粘度三、理想流体与实际流体理想流体与实际流体Re= du1-3-5 流体在管内的流动阻力流体在管内的流动阻力)()(局部直管fffhhh一、流体在直管中的流动阻力一、流体在直管中的流动阻力1. 计算圆形直管阻力的通式计算圆形直管阻力的通式1阻力计算通式阻力计算通式2 的确定的确定流动状况与流动状况与管壁的影响管壁的影响28u 22udlhf 范宁公式范宁公式流体作匀速定态流动流体作匀速定态流动管径相同管径相同推动力推动力=阻力阻力理论分析：理论分析：推动力推动力

3、=阻力阻力=试验寻找试验寻找hf与宏观参数间的与宏观参数间的关系：关系： hf=(d , l ,，u u)试验得：试验得：22uhf dluhf422dlu28 无因次数群，令无因次数群，令28u 22udlhf 阻力计算通式阻力计算通式返回返回返回返回牛顿粘性定律牛顿粘性定律u1-3-1 牛顿粘性定律与流体的粘度牛顿粘性定律与流体的粘度 一、牛顿粘性定律一、牛顿粘性定律内摩擦力：内摩擦力：剪应力：剪应力：1. .定义式：定义式：2.2.物理意义：速度梯度等于物理意义：速度梯度等于1 1时，单位面积上所产生的内摩擦力。时，单位面积上所产生的内摩擦力。3.3.影响因素影响因素: : 温度、压力。

4、查曲线图确定温度、压力。查曲线图确定4.4.单位：单位：SISI制制 Pa Pa s ; s ; 物理单位制物理单位制:cp(:cp(厘泊厘泊) P() P(泊泊) ) 1 1Pa Pa s=1000cps=1000cp5.5.运动粘度运动粘度: : 单位单位: : m m2 2/s/s返回返回 理想流体理想流体： =0实际流体：实际流体： 牛顿型流体牛顿型流体 非牛顿型流体非牛顿型流体 返回返回ndyduK)(0 1.定义：物理量的同种单位叫因次。定义：物理量的同种单位叫因次。2.基本因次：长度基本因次：长度L、质量、质量M、时间、时间 、力、力F、温度、温度T 如：速度因次为如：速度因次为

5、3.因次一致性：物理量方程两侧各项的因次都必须相同。因次一致性：物理量方程两侧各项的因次都必须相同。例如：等加速运动方程例如：等加速运动方程因次式：因次式：要求会写要求会写 d、 、 、u 的因次。的因次。1 L2021 aul221 LLL返回返回流动状况流动状况雷诺实验装置雷诺实验装置1-小瓶；小瓶；2-细管；细管；3-水箱；水箱；4-水平玻璃管；水平玻璃管；5-阀门；阀门；6-溢流装置溢流装置层流（滞流）层流（滞流） 过渡流过渡流 湍流（紊流）湍流（紊流）雷诺准数雷诺准数Re= du i点的速度点的速度 ui真实速度真实速度 时均速度时均速度iu点速度分布规律点速度分布规律返回返回管截面平均速度管截面平均速度 查查 与与 Re、Remax的关系图的关系图max21uu maxuu剪应力剪应力dydu dydue)( 2000 4000流速增加，管内流速增加，管内流动状况的表现流动状况的表现返回滞流底层滞流底层返回返回返回返回 边界层边界层的形成的形成 边界边界层的发展层的发展二二位置位置 流通截面积流通截面积 22u pA点点 0 停滞点停滞点 A点往上点往上 加速减压加速减压B点点 最小最小 最大最大 最小最小过了过了B点点 减速加压减速加压C点壁面附