液压流体力学流体在管路中流动学习教案

1、会计学1液压流体力学液压流体力学(li t l xu)流体在管路中流流体在管路中流动动第一页，共32页。 概述 7.1 管路(un l)中流体流动的两种状态 7.2 能量损失的两种形式 7.3 圆管中的层流流动 7.4 圆管中的湍流流动 7.7 管中流动沿程阻力系数的确定 7.8 局部阻力系数的确定 7.9 管路(un l)计算第1页/共32页第二页，共32页。第2页/共32页第三页，共32页。第3页/共32页第四页，共32页。第4页/共32页第五页，共32页。第5页/共32页第六页，共32页。Revdmfhkv第6页/共32页第七页，共32页。gvdLh222221vdLppp第7页/共32

2、页第八页，共32页。产生的阻力称为局部阻力。流体为克服局部阻力而消耗的机械能称为局部能量损失，单位重量流体的局部能量损失称为局部能头损失，以h表示gvh2222vp第8页/共32页第九页，共32页。hhhf第9页/共32页第十页，共32页。第10页/共32页第十一页，共32页。整理得根据牛顿内摩擦定律，有 推得：或二、速度(sd)分布对上式积分02)(212rLpprrppL)(2121drdurppLdrdu)(2121121()22dupp rdrLprL crLpu24第11页/共32页第十二页，共32页。24RLpc)(422rRLpu2max4RLpu第12页/共32页第十三页，共3

3、2页。rdruudAdqv2pLRrdrrRLprdrudqqRRvv82)(4240220第13页/共32页第十四页，共32页。2max182vqpRvuAL282)(4232032233RLRprdrrRLpAvdAuRA33. 13482)(4222022222RLRprdrrRLpAvdAuRA第14页/共32页第十五页，共32页。drdurLprRLpdrd2)(422RLp20Rr0第15页/共32页第十六页，共32页。六、沿程能量损失流体在圆管内作层流(cn li)流动时的沿程能量损失将 代入上式得式中 = 64Re，为圆管层流(cn li)的沿程能量损失系数。为克服沿程阻力而消

4、耗的功率为gpgpph2128RLvpgvdLgvdLvdgRLvh2264822242128dLqpqqghPvvv第16页/共32页第十七页，共32页。 uuu000001111()1TTTTTuudtu u dtudtu dtTTTTuu dtT 第17页/共32页第十八页，共32页。TpdtTp01第18页/共32页第十九页，共32页。第19页/共32页第二十页，共32页。粘性底层区即22dyduLdydudydudydu第20页/共32页第二十一页，共32页。yu022dyduL)1 (00RrRrRrkyL122201)1 (dyduRrykRrcykuln10yRkuuuln1*

5、max第21页/共32页第二十二页，共32页。一、尼古拉兹试验尼古拉兹（Nikuras）进行了大量的实验(shyn)，得出了与雷诺数Re及管壁的相对粗糙度/d之间的关系曲线：7.7 管中流动(lidng)沿程阻力系数的确定第22页/共32页第二十三页，共32页。1层流区（I）雷诺数的范围(fnwi)为 Rec 2320。2临界区（II）雷诺数的范围(fnwi)为2320 Re4000 。3光滑管湍流区（III）雷诺数的范围(fnwi)为 eR643/10025. 0eR7/898.264000dRe5104000eR25. 03164. 0eR6510310eR237. 0221. 00032

6、. 0eR4000eR8 . 0)lg(21eR第23页/共32页第二十四页，共32页。4光滑管至粗糙管过渡(gud)区（IV）雷诺数的范围为5粗糙管湍流区（V）雷诺数的范围85. 07/82416098.26dRde)51. 27 . 3lg(21eRd25. 0)68(11. 0eRd85. 024160dRe22lg274. 11d第24页/共32页第二十五页，共32页。二、莫迪图（Moody）第25页/共32页第二十六页，共32页。管道等；（3）由于流动的速度大小和方向均发生变化而引起的局部能量损失。例如各种阀门（平板阀、球形阀、锥阀、滑阀等）。第26页/共32页第二十七页，共32页。

7、一、断面突然扩大的局部阻力系数如图713所示的断面突然扩大管道(gundo)，取11、22两缓变过流断面，并以管轴线所在断面为基准面，列写伯努利方程轴线方向的动量方程式 fhgvgpzgvgpz222222221111gvvgpph2222121)()(12122211vvqAApApApv)()()(122212221vvvAvvqAppv)()(12221vvvpp第27页/共32页第二十八页，共32页。得：对应于突然扩大(kud)前管道速度水头的局部阻力系数 对应于突然扩大(kud)后管道速度水头的局部阻力系数 2122221111222222221()2122122vvhgAvvAgg

8、AvvAgg22111AA21221AA第28页/共32页第二十九页，共32页。第29页/共32页第三十页，共32页。321vvvqqqhhhf321vvvvqqqq) 3 , 2 , 1(22321igvdLhhhiiii第30页/共32页第三十一页，共32页。v本章小结本章小结v几个基本概念：层流、湍流、上下临界流速几个基本概念：层流、湍流、上下临界流速(li s)、水力半径、雷诺数、能头损失、沿程阻力、水力半径、雷诺数、能头损失、沿程阻力、局部阻力、时均速度、水力光滑管、水力粗糙管局部阻力、时均速度、水力光滑管、水力粗糙管、水力光滑流动、水力粗糙流动、水力长管、水、水力光滑流动、水力粗糙流动、水力长管、水力短管力短管v重点：雷诺试验、能量损失计算、圆管层流流