流体在圆管内流动时的阻力计算(总)ppt课件

1、.速度分布是抛物线状。 管中心的流速最大的速度向管壁方向逐渐减少，靠近管壁的流速为零，平均速度为最大速度的一半。 平均速度。因为质点的强碰撞和混合，湍流时的速度分布至今为止还无法从理论上导出，通常用经验式和图形的形式来表示。 3、在圆管中流体变成湍流时的速度分布，1、边界层的概念、粘性对流动的影响仅限于与物体壁面密接的薄层，该薄层外的粘性影响很小，把该薄层称为边界层。 通常，将流体速度比不受壁面影响的流速的99%低的区域称为边界层。 五、边界层、湍流时的慢流内层和缓冲层、慢流内层或慢流下层、缓冲层或过渡层、湍流主体、边界层的基本特征，(2)边界层内沿厚度方向存在大的速度梯度。 (3)边界层的厚

2、度沿着流体的流动方向增加。 (1)与物体的特征长相比，边界层的厚度小，(4)边界层内的流状态也有层流和湍流两种流状态。 在湍流边界层中，靠近壁面的地方还有薄层的滞流内层。 (5)滞流内层的厚度虽然不小，但成为传热物质的主要阻力。 流动流体分为两个区域的流动模型将粘性的影响限制在边界层内，大大简化了实流体的流动问题，可以用理想的方法解决。 实验证明，层流速度的抛物线分布规律只有隔一段距离才能发展成抛物线形状。 当液体进入一定距离后，管中心速度达到平均速度的两倍时，计算出层流速度分布的抛物线规律完全形成。 尚未形成层流抛物线定律的这一段称为层流开始段。 光滑管稳定段长度： l(0.050.06)d

3、Re，2，层流边界层的形成，3，曲面边界层分离现象是指，当非压缩粘性流体在平板中流动时，在边界层外边界沿平板方向的速度相同，而且流场和边界层内的压力不变。 粘性流体在曲面物体中流动时，由于边界层外边界上沿着曲面方向的速度发生变化，所以曲面边界层内的压力也同样发生变化，影响边界层内的流动，发生曲面边界层的分离现象。 在实际工程中，物体的边界多为曲面(流线型或流线型的物体)。 流体绕过非流线型物体时，一般会在物体面上的边界层所在的位置从物体面脱离，在物体面附近产生与主流方向相反方向的逆流，在流体力学中被称为边界层分离现象。 (1)流速小时，流体在固体表面流动：流体贴在固体壁上缓慢流动.x，(2)流

4、速上升，达到某种程度时，边界层分离，a，vmin=0，pmax； 停滞点、驻扎点、b、vmaxpmin、c、vmin=0、pmax； 新的停滞点、分离点、空白区、涡流区、AB加速减压、BC减速加压、流体质点进行强烈的碰撞和混合来消耗能量，这一部分的能量损失是由固体表面形状引起的边界层分离引起的，称为体阻。 边界层分离大量涡消耗能量增加阻力，在流体输送中必须避免或减轻边界层分离，措施：选择适当的流速，改变固体的身体。 边界层分离引起的能量损失称为体阻损失，汽车、飞机、桥墩都是流线型的，应用于传热、传递物质混合。 (a )流线性物体(b )非流线性物体、边界层、外部流动、外部流动、尾迹、外部流动、

5、尾迹、边界层、第4节流体在圆管内流动时的阻力计算，本节在前节中研究了管内流体的流动现象的基础上，进一步研究了伯努利方程式中的能量损失的计算方法流体具有粘性，流动时存在内摩擦，它为流动阻力的根源固定管壁和其他形状的固体壁面流动促进流体内部的相对运动，为流动阻力的产生提供了条件。流动阻力的大小与流体自身的物理性质、流动状况、壁面形状等因素有关。 流动阻力产生的原因和影响因素，流体在管路中流动时的阻力可以归纳为两个、两个，局部阻力粘性流体在固体表面转动的阻力可以归纳为摩擦阻力和体阻力的和。 在流体流路管路中的管、阀及管截面的急剧扩大或缩小等局部地方产生的阻力。 1、直管阻力流体流出直径为一定管径的直

6、管时，流体内摩擦引起的阻力。 表皮阻力或摩擦阻力。P1=p1A1=p1r2，流体在等径水平管内稳定流动，因此Fx=0也就是说：外表面的剪切应力(摩擦力):P2=p2A2=p2r2，流体在半径r的水平管内稳定流动。 在流体中取长度为l、半径为r的流体圆柱。 在水平方向上作用在该圆柱上的力有两端的总压力(P1-P2)和在圆柱周围的表面上的内摩擦力f。 一、滞流时的摩擦阻力。积分、泊苏叶式、l、能量损失：式中：摩擦系数、=64/Re、例：有油，在一圆管中滞流稳定流动，管径和管长倍增，流量不变化时，直管阻力有多少，解：例：有日化工厂的原料油流量不变： (1)管长加倍，(2)管径加倍，(3)油温升高，粘

7、度变为原来的12 (密度不怎么变化)。 在三种情况下摩擦阻力发生变化的情况。 解： P32vld2(Pa)(1)管长加倍的l22l1P2P12l1l12(2)管径加倍的v2v1(d1d2) 214 p2p1(v2d 22 ) (v1d 12 ) 116 (3)油温上升的212P2P12112，例：某油矿为300 加油量为300000kg/h油管耐压60kgf/cm2(表压)，油以50oC运输，粘度为0.197Pas，密度为890kg/m3，中途应设几个加压站，解：量子论家海森堡最终在病床上发表海森堡说：“我相信他会回答第一个问题。” 在湍流、印象派大师梵高的后期作品，如星空和麦田的乌鸦中，发现了旋涡图案。 物理学家经过研究发现，梵高绘画中出现的浓淡不同的旋涡，与半个世纪后科学家解释湍流现象的数学公式不符。 梵高这些画都是后期的作品，当时他的癫痫发作得很好。 物理学家发现这些作品可以找到湍流古典数学模型的影子，相信癫痫在梵高产生的幻觉，有可能赋予人们洞察湍流神秘的能力。 在基于梵高星空、风洞照片和多方面的实验进行了合适的数据处理后，湍流运动时流体的直管阻力在形式上与：阻力系数、层流时：湍流运动时的阻力hf相同。 范宁公式，二，湍流时的摩擦阻力。 从、层流区、过渡区