《化工流体流动与传热》19-20课件

第一章流体流动1.8湍流1.8.1湍流的特点1.8.2湍流的表征1.8.3湍流时的运动方程与雷诺应力（选读）1.8.4普兰德混合长理论（选读）1.8.5圆管中的轴向稳态湍流2.平均速度三、数学模型的求解由代入积分得当三、数学模型的求解对于圆管中的稳态湍流柏拉休斯1/7次方定律由积分得比较得三、数学模型的求解适用范围卡门公式（半经验公式）4.各层厚度设层流内层厚度为当缓冲层厚度为湍流主体厚度为三、数学模型的求解【例1-26】自学第一章流体流动1.8湍流1.9量纲分析（自学＋选读）第一章流体流动1.9

量纲分析1.10.1

流动阻力的类型1.10

流动阻力计算1.8

湍流流动阻力的类型流动阻力直管阻力

流体流经一定管径的直管时，由于摩擦产生的阻力。

局部阻力

流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或突然缩小等局部地方所引起的阻力。

形体阻力管路系统的总能量损失直管阻力局部阻力总阻力流动阻力的类型直管能量损失局部能量损失一、直管中的流动阻力1.层流时的摩擦系数

对于管内的稳态层流流动

或

则

适用范围2.湍流时的摩擦系数一、直管中的流动阻力（1）管壁粗糙度对摩擦系数的影响①

粗糙管和管壁粗糙度管道光滑管玻璃管塑料管黄铜管…

钢管铸铁管水泥管…

粗糙管

一、直管中的流动阻力管壁粗糙度绝对粗糙度

壁面凸出部分的平均高度。相对粗糙度

绝对粗糙度与管道直径比值。某些工业管道的绝对粗糙度（表1-2）一、直管中的流动阻力（2）湍流摩擦系数公式①

光滑管B.经验公式适用范围A.半经验公式适用范围布拉修斯（Blasius）公式卡门（karman）公式一、直管中的流动阻力A.柯尔布鲁克（Colebrook）公式适用范围②粗糙管B.尼库拉则（Nikurades)与卡门公式适用范围一、直管中的流动阻力3.摩擦系数图

为了方便计算，可将摩擦系数对雷诺数Re和相对粗糙度e/d的关系曲线标绘在双对数坐标图上，该图称为莫狄（Moody）摩擦系数图。适用范围四个区域层流区～过渡区层流或湍流的曲线均可应用。湍流区完全湍流区（阻力平方区）～一、直管中的流动阻力二、管路上的局部阻力1.局部阻力的形成

流体在管路的进口、出口、弯头、阀门、扩大、缩小等局部位置流过时，其流速大小和方向发生变化，流体受到干扰或冲击，涡流现象加剧而消耗能量—管路局部阻力。突然扩大

突然缩小

2.局部阻力的计算

（1）阻力系数法

由圆形直管阻力通式设局部阻力局部阻力系数二、管路上的局部阻力突然扩大和突然缩小的局部阻力系数图(a)突然扩大(b)突然缩小二、管路上的局部阻力②

入口和出口由管路入口：流体自容器流入管路。二、管路上的局部阻力入口阻力系数相当于管路突然急剧缩小③管件与阀门管件弯头

三通活接头管件与阀门的阻力系数（表1-3）…

阀门球阀

闸阀截止阀…

二、管路上的局部阻力（2）当量长度法

为便于计算，将局部阻力折算成一定长度直管的阻力—当量长度法。当量长度当量长度实验确定

查共线图二、管路上的局部阻力管路与阀门的当量长度共线图示例：100mm闸阀1/2关三、管路系统中的总能量损失总阻力各段直管总长度各当量长度之和各阻力系数之和【例1-31】自学练习题目思考题作业题:30、31、321.何为直管阻力与局