第章流动阻力和水头损失

第6章主要内容：流动阻力和水头损失分类流体运动的两种流态圆管中的层流运动及其沿程水头损失的计算紊流运动紊流的沿程水头损失绕流阻力及升力局部水头损失沿程损失与剪应力的关系粘滞性相对运动物理性质——固体边界——产生水流阻力损耗机械能hw6.1流动阻力及水头损失分类问题：实际液体和理想液体有什么区别？产生水流阻力及水头损失的原因：水头损失：单位重量的流体自某一过水断面流到另一过水断面所损失的机械能。水头损失的分类沿程水头损失hf某一流段的总水头损失：各分段的沿程水头损失的总和各种局部水头损失的总和局部水头损失hj（1）水头损失的分类沿程水头损失hf：流动边界沿程不变或变化缓慢时，单位重量流体从一个断面流至另一个断面时的机械能损失，称为沿程水头损失。局部水头损失hj：当流体运动时，由于局部边界形状和大小的改变、或存在局部障碍，流体产生漩涡，使得流体在局部范围内产生了较大的能量损失，这种能量损失称作局部水头损失。沿程水头损失随沿程长度增加而增加。

从流动分类的角度来说，沿程损失可以理解为均匀流和渐变流情况下的水头损失，而局部损失则可理解为急变流情况下的水头损失。理想液体流线实际液体流线流速分布流速分布无损占失沿程仪损失沿程亡损失局部惭损失沿捷程乱损踢失常喇见夏的赚发嫁生绣局条部副水觉头童损什失聪的败情林况在均单匀流缩慧和渐洪变流集段，似因为缴沿程甜损失权，导猴致流首体的柴总机殊械能乏逐渐踏下降丽，因销此总驰水头泥线为停斜直张线。在急窄变流的处，旱因为醒局部即损失休，导锻致流壶体的月总机策械能谈突然大下降李，因搭此总物水头芬线有算突变蓝。实验甜研究患发现夸，对弊圆管幅均匀溜流动护，沿妨程水缸头损满失与跑流速v，冶水秃力宏半烘径R，开流俩体叙密诸度ρ，流雀体的唐动力兴粘度μ，以拿及壁煎面粗田糙度谨等因幼素有祸关。匀在工拖程慈实慈际良中兆，输经昼常骨采弓用货经部验匪公顶式董来锡计隙算铸水结头忘损板失初。达西妨公式λ称为沿瓶程困阻趋力五系猫数。运用装达西级公式签计算灯不同猫流动蜻情况碧下的划水头痕损失锯时，寒关键狸就是壶如何逼确定λ。对有坡压圆牌管流紧动，悟水力改半径护为d宝/抛4，则邪有（2）暮均结匀识流僚沿崭程性水炉头卫损尺失喂的偏计野算宏公叼式达西萝公式帜是计拼算沿行程水筑头损捆失的幸通用等公式省，适棋用于划任何萝流动君型态日的流驼动。6.脖2流体仁运动贪的两信种型状态（绪流态凑）（1）鹅雷怠诺捕实凉验流速暑较小辫时：流速符增大辅到一明定程古度后问：流速驾继续螺增大用到一忠定程蔑度后敬：雷购诺试验—奔—揭示塑了水石流运柱动具凳有两揭种流蚁态。当观流榴速眼较蓬小挑时垂，动各景流迈层扭的尊流损体已质译点丘是挎有述条万不联紊龄地云运床动烛，催互姨不临掺贫混白的技，班这顺种盏型串态荣的振流给动狗叫怀做层规流。当呆流雨速暑较碗大温时拥，拣各父流圈层捆的侍流院体扒质纽奉点祥形伯成诉漩腹涡拿，限在视流荷动叼过束程畏中古，圾互尤相液混号掺露，龄这福种秃型肃态蹄的醒流降动屡叫葬做紊觉流哄（融湍教流屠）。紊流慨中流疑体质少点的区速度陷随时朽间无灰规则默地随愚机变愧化。根伙据斥伯残努蓝利利方脸程距，对素均繁匀菌流胀和兽渐辟变礼流猛，栏两馅过须水圈断婆面鬼的泼平衬均体流箱速今相矩等往。左因矛此步，幸有可芽见杆：鸦沿吗程禽损门失塔即境为庭两蚊断举面搏的蔽测嚼压罚管如水泡头孩差杏。由层熊流转站变为随紊流丢时的胶流速俗称为桶上临逃界流僻速，子用vc’表权示担。如割果婆将拴紊发流作的飘流膝速清慢跪慢望降主低商，污则饰当盆流屿速抵减足小含到耳一律定幕值遥时娃，歼流烛动违变裁成黑层雄流撑。闭流使态北转贸变命点被的袋流雷速图称款为发下妄临斯界洲流波速罢，醋用vc表断示鉴。上临灿界流棉速和攻下临样界流有速一郑般是椅不同陡的，闯并且vc<vc’；若捕进料行晌多辨次痕实度验旨，贯则剃会域发街现谋各摘次邀实饱验茄测蜘得揉的铃下危临卧界闹流光速锣基竖本域相阶等绝，脸但珠上曲临肆界拒流尿速阁容今易衔受决实旬验鸭过烧程败的型影粗响杯而虑不耽稳室定浸。性因揉此乐，隙一灵般肌以伞下须临悠界狱流为速顶为特层野流艘和津紊糊流语的笑分标界轮流氧速混。测第出炊不屈同界流鞠速侵及如相醋对上应奶的证沿歇程梨损谨失穗，傍并毯表乐示训在遣对房诚数箩坐跑标科系孩中飘，佳有lgvlghfO流速由小至大流速由大至小θ1θ2（2）丸流泰态特的侄判液别根商据娃流僻速筹是满否碗达引到爽临歼界蔽流必速疾来硬判坏别丸流抛动释的免型视态摇虽冶然帮直饶观启，律却石不领方炕便严。延主红要痒是互因题为沸对影不仓同继流患动很条勒件增下我的罢同猛种泛类仓型悼的桐流盛动寒，乏临饭界顶流汤速陈不仆同恳。受比蛮如光，浴对哄不甲同铲直侧径钻的港有蛙压订管危流团，骄大誓管合的茄临问界嫁流绞速均就厅比赞小傍管首的坦小休。若敏能监找昆到膀一垃个殊判捷据婶，谜它宴代喜表煤了佛同揉一蓄类完型派流慕动输的恳层凯流须和代紊队流浪的桥分饮界革线胳，挺则土能退在片应戒用西上批提柄供瓜极能大施的驼方曲便输。通过如大量己实验勇发现恳，这吃样一惑个判翁据是悠有可质能找萝到的图。比如般，对阻于有吗压圆化管流纪动，归可以失使用雷槽诺姥数作为席判据泛。圆管示直径平均饱流速流旗体烫运观动借粘净性洒系另数临界紧雷诺帮数：当刃流帆体贡流路动止的浅雷龙诺耕数柔小跃于胶临蚕界球雷落诺比数游时馅，畜流绕动医为层流。当流织体流胖动的纲雷诺庸数大厅于临葡界雷初诺数后时，末流动报为紊稿流。则对瘦有压断管流激，无自论管刃的直组径有雪多大凝，也彻不管场管中缘瑞液体贸是水昨还是邮空气衰，只傅要流彻动雷晒诺数击大于20宫00，则心为紊跑流，槽若流念动雷话诺数张小于2远0宝0晋0，雄则六为围层杠流呜。（2）流详态的林判别雷诺距数表置针运固动流矮体质输点所忌受的惯希性乌力绒和纳粘亦性暂力的比序值。对同鼓类型界的流驱动，大临界旦雷诺披数是侄常数论。有忙压管流美的临撑界雷刊诺数床为20忽00或2殃3峰0吸0对掠圆笑管福非违满患流扁，滔明抄渠技流据，尖河集道耽等庆有运自斯由蜘液棵面洁的据无励压味流典，蔽同油样庸存届在泉两钻种拳型验态涝，废也闭同屑样泊用窗临筒界匪雷纤诺艳数备来歉进外行振流浸态奴判团别升。川只在不极过疫对洞这发类茄无但压臂流蜓，蹄雷扫诺卷数钱定艳义久为水复力驼半漏径平停均绣流贫速液挠体坛运铲动哈粘怒性压系衫数临界离雷诺洞数：湿周贸是指词过水提断面庙上固妙体边耽界与肆液体竟接触四部分吉的周辈长。对眯一荷般繁无劫压霜流蕉，我有湿周过水截断面旧面积思疫考：如棕果用无水利爪半径嘴定义黄有压门管流棕的雷效诺数兆，则撕有压忠管流援的临绿界雷睛诺数站是多构少？答案：R拴ec=5烈00例6脆-亦1有占一刘圆饥形炎水驼管票，邻其渣直是径d为10例0m丑m，管鞋中水偏流的膝平均葵流速v为1泽.碌0坝m汽/笛s，水久温为1冻00C，试持判别甜管中现水流遍的型尘态。解：当品水温简为1朴00C时查朝得水情的运触动粘肚滞系舟数v＝1祝.旷3绍1五*包1那0-戏6m2/s，才管戏中链水恒流赞的龙雷撕诺崖数因此绳管中股水流黄为紊轮流。6分.谷3沿程贡水头培损失私与剪败应力永的关铜系1122LαOOZ1Z2作用隙在侧勒壁上恶的摩半擦力词为整理鹿得：改写勺为：水力张半径—绣—过词水骗断兽面师面狗积剃与盗湿眉周抓之顷比呀，赤即dA/χ’下面兴以有恼压均骡匀管朗流为晴例推招导均梯匀流搁基本证方程在总羽流中斑沿管惜轴线秒取一芳圆形胶过水陡断面腐的微锦小流史束进委行受题力分垒析沿勺流客动尺方旗向茄列珍平米衡贼方伴程耗式晴：因为币：即为立元流桑均匀师流基住本方笋程（1）均届匀流债基本洽方程J为水花力坡彩度对何总债流浩，备采般用委相妖同纤的兄步宏骤典，届可猛得总傍流虏均锤匀枪流作的沙基鸽本闹方事程τ0为锐壁赤面页上誓的乳剪晚应温力示，R为总旱流的棉水力尤半径对傅圆堡管宵流椅，摇有可背得如按果库在煤总进流汤中文取绢一却半萍径齐为r的圆慰截面众流管条，则邮可推拌导出违该流恋管侧盾壁上宽的切催应力她为可腹知栗，苹圆远管提均切匀副流蹲过菌水衣断秘面估上渴的瞧切淋应蛙力预呈尼线岸性菌分王布锐，局中瞧心氏处敢切吹应方力肯为0，球壁终面咸上被切到应粉力即最搂大美。层流婆中质晌点运询动特具征：费流体袜质点渡分层固地，叉有条犁不紊仆、互蜓不混乐杂地宝运动魔着对层笼流，欧沿程鼓阻力桥就是威内摩旦擦力孤。根匪据牛西顿内幸摩擦袖定律遣，有6垫.末4圆择管他中厦的炮层株流渠运描动对走圆养管春中久的驻层料流足，巩属籍于倦轴子对锡称苗问台题由。谅若虽采施用友极叉坐植标女系刺（x，r），奥并这率样来举设定y轴：0点在忘壁面舍上，禽正方富向沿晕半径体方向晨，如赵图rxr0y则有所厚以则（1）圆糠管层夹流的绝沿程激阻力则鲜有根源据第前赔面躁推锄导拦的耳均重匀抓流伴基效本含方耐程猎可妹知牵，破在仇半典径菊为r的归流甘管软侧停壁叹，秤有不可顾压缩稻均匀忘流中互，ρ，μ，J，g均为恋常数悟。将袭上式万积分圆，得（2）态圆桐管办层侮流姑过忘水批断住面蚂上鬼的拔流码速减分芳布根栏据森边穷界旅条晋件摆：u（r0）＝0，重可娇确没定积寸分恳常露数C，犬得所以断面拔平均煮流速获：动能灾损失羽系数动治量恨修僵正士系施数可见可钱见疲，劲圆耐管哪层糖流乖过倾水滚断看面句上炒的具流茶速册分朴布僚呈避旋赶转页抛经物穷型绣。泉在嫁圆逃管隶中吐心蜜处良，丙流废速状最蒸大烤。τu

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一毅般师情多况搅，猫局左部咽水泼头