流动阻力及能量损失（流体力学课件）.pptx

流动阻力及能量损失;;;;;图2流体输送单元操作实训软件界面;总流动阻力损失=沿程水头损失+局部水头损失;;图3雷诺实验;;由于临界流速与边界条件和流体特性有关，临界流速VC与流体的动力粘度μ成正比，与流体的密度ρ和管径d成反比，即：;;3、流动状态与沿程水头损失之间的关系;流动阻力及能量损失;;;地下水的流动;d;?;;图4-6瞬时速度随时间的变化曲线;在管壁上的流体质点与管壁无相对滑移

紧邻管壁的质点受管壁限制横向运动小层流底层

靠近管道中心流体质点混杂能力增强紊流;3.速度分布;4.水力光滑管与水力粗糙管;5.切应力分布;层流;流动阻力及能量损失;;;通过大量的实验研究发现，流体的沿程水头损失与管道的长度l、管径d、绝对粗糙度ε、流速V以及流体的运动黏度ν有关，其计算式为：;;1.尼古拉兹实验简介;2.尼古拉兹实验曲线;3.尼古拉兹经验公式;层流;;解;沿程水头损失计算公式;流动阻力及能量损失;;;克服局部阻力所引起的能量损失，与管路中流体的动能成正比，即：;图4-13（a）突然扩大示意图;图4-13（b）突然缩小示意图;典型3：直角弯头;例：一水泵的吸水管长20m，直径100mm，管上装一个带滤网的底阀，还有一个曲率半径R=100mm的90°弯头，其流量为0.015m3/s，沿程阻力系数为0.03，求吸水管的流动阻力损失？;为了便于管路计算，常将流体流过某管件或阀门的局部阻力折算成同样流体流过具有相同直径、长度le的直管阻力，这个直管长度le称为该管件或阀门的当量长度。此时的局部阻力所造成的能力损失计算公式为：;例：某管路直管部分长度为50m，管路中有两个全开球心阀，3个90°的标准弯头，管内径为150mm，ε=0.3mm。管内流体流速为1.5m/s，所输送流体密度为1000kg/m3，黏度为0.65×10-3Pa/s。试求该管路的流体阻力？;局部水头损失计算公式;流动阻力及能量损失;;ε;由局部水头损失计算公式;由局部水头损失计算公式;由局部水头损失计算公式;由局部水头损失计算公式;减小流动阻力损失的途径;流动阻力及能量损失;;管道系统：各种不同尺寸的管段及不同用途的管件（管接头，弯管，阀门等）连接组成输送流体的系统。;1.按能??损失的大小分;2.按管道系统的连接方式分;根据给定的管道直径、管道布置和流量，计算流动阻力损失;在热力发电厂管道的水力计算中,主要是管道流动阻力损失的计算,以及管径和管壁厚度的计算和选择。

;表1汽水管道中介质的允许流速;计算项目;任务2

已知hw和qv，求d。;流动阻力及能量损失;;普朗特照片;举例1空气流过机翼上的边界层;举例2平板上的混合边界层（高清图）;(1)与绕流物体的长度相比,边界层很薄。故可近似认为边界层中各截面上的压强等于同一截面上边界层外边界上的压强值。

(2)边界层内沿物体表面的法线方向,存在很大的速度梯度。因此,在边界层内,粘性力与惯性力是同一数量级。

(3)边界层厚度沿流体流动方向是增加的。

(4)边界层内也有层流和素流两种流动状态。;边界层分离高清图;边界层分离高清图;流动阻力及能量损失;;图1作用于机翼上的阻力和升力

（绘制高清图）;1、绕流阻力的分类：摩擦阻力和压差阻力

2、绕流阻力的大小

;图3圆球、圆盘及无限长圆柱的阻力系数的实验曲线;【例】按500m间距配置输电塔，两塔间架设20根直径2cm的电缆线，若风速为80km/h,横向吹过电缆，求电塔承受的力。己知空气的密度为1.2kg/m3,空气的动力黏度为1.7×10-5Pa·s,假定电缆之间无干扰。;绕流升力的计算公式为：