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粘性流体运动及其阻力计算..华北科技学院NorthchinaInstituteofScienceAndTechnology队学中国煤矿安全彼术培训中心臼中国爆炭联业安金卫生信息申心4粘性流体运动及其阻力计算引言运用能量方程式确定流动过程中流体所具有的能量变化,需要解决能量损失项h的计算不可压缩流体在流动过程中,流体之间因相对运动切应力作功,以及流体与固壁之间摩擦力作功,都是靠损失流体自身所具有的机械能来补偿的。为了得到能量损失的规律,必须同时分析各种阻力的特性,研究壁面特征的影响,以及产生各种阻力的机理本章主要讨论粘性流体的运动状态、管中流动的特点及其流动阻力的计算。4.1流体运动与流动阻力的两种形式流动阻力的影响因素过流断面上影响流动阻力的因素有两个:一是过流断面的面积A,二是过流断面与固体边界接触的周界长X,简称湿周。当流量相同的流体流过面积相等而湿周不等的两种过流断面时,湿周长的过流断面给予的阻力大流量相同炖的流体流过湿周相等而面积不等的两种过流断面时,面积小的过流断面给予的阻力大结论:流动阻力与湿周大小成正比,与过流断面面积成反比。水力半径R:4.1流体运动与流动阻力的两种形式二、流体运动与流动阻力的两种形式1.均匀流动和沿程损失流体运动时的流动为直线,且相互平行的流动为均匀流动,否则为非均匀流动。均匀流动中,流体所受到的阻力只有由于流体的粘性形成阻碍流体运动不变的摩擦阻力,单位重量流体的沿程损失称为沿程水头损失其中λ称为沿程阻力系数,它与雷诺数和管道表面的粗糙度有关,是一个无量纲数,由实验确定。4.1流体运动与流动阻力的两种形式二、流体运动与流动阻力的两种形式2.非均匀流动和局部损失过流断面流动方向改变,速度重新分布,质点间进行动量交换而产生的阻力称为局部阻力。流体克服局部阻力所消耗的机械能称为局部损失。单位重量流体的局部损失称为局部水头损失为n其中:为局部阻力系数,是一个由实验确定的无量纲数工程上的管路系统既有直管段又有阀门弯头等局部管件。在应用总流伯努利方程进行管路水力计算时,所取两断面之间的能量损失既有沿程损失又有局部损失。应分段计算再叠加,即=∑h+∑4.1流体运动与流动阻力的两种形式二、流体运动与流动阻力的两种形式22测压管水头线总水头线ed4.2流体运动的两种状态雷诺实验实验装置颜料细管玻璃管水阀门4.2流体运动的两种状态雷诺实验(续)实验现象层流:整个流场呈一簇互相平行的流线着色流束为一条明晰细小的直线。层流过渡状态:流体质点的运动处于不稳定状态。着色流東开始振荡过渡状态紊流:流体质点作复杂的无规则的运动着色流束与周围流体相混,颜色扩散至整个玻璃管。紊流4.2流体运动的两种状态、雷诺实验(续)实验现象(续)4.2流体运动的两种状态二、两种流动状态的判定1、实验发现1<1流动较稳定流动不稳定2、临界流速下临界流速层流:ν<rr-上临界流速不稳定流cr<<紊流

1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲

2、最困难的事情就是认识自己。——希腊

3、有勇气承担命运这才是英雄好

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