黏性流體運(yùn)動(dòng)及其阻力計(jì)算-學(xué)生

1、1基本概念基本概念：水力半徑、沿程阻力、局部阻力、水力：水力半徑、沿程阻力、局部阻力、水力光滑管、水力粗糙管、當(dāng)量直徑。光滑管、水力粗糙管、當(dāng)量直徑。重點(diǎn)重點(diǎn)：沿程阻力損失計(jì)算、局部阻力損失計(jì)算、尼：沿程阻力損失計(jì)算、局部阻力損失計(jì)算、尼古拉茲曲線與莫迪圖的應(yīng)用。古拉茲曲線與莫迪圖的應(yīng)用?？偪?結(jié)結(jié)內(nèi)容小結(jié)22fL vhdg阻力產(chǎn)生原因及分類(lèi)阻力產(chǎn)生原因及分類(lèi)與流態(tài)有關(guān)（雷諾實(shí)驗(yàn)）與流態(tài)有關(guān)（雷諾實(shí)驗(yàn)）層流流態(tài)層流流態(tài)NS方程方程圓管層流分析圓管層流分析紊流流態(tài)紊流流態(tài)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)?zāi)峁爬潓?shí)驗(yàn)通常由實(shí)驗(yàn)給定通常由實(shí)驗(yàn)給定突擴(kuò)突擴(kuò)( (突縮突縮) )管路除外管路除外rfhhh1gvhr223尼古

2、拉茲實(shí)驗(yàn)曲線圖尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線圖3.36圓管的沿程水頭損失圓管的沿程水頭損失尼古拉茲公式尼古拉茲公式阿里特蘇里公式阿里特蘇里公式伯拉休斯公式伯拉休斯公式計(jì)算公式計(jì)算公式f (Re)f (Re)函數(shù)關(guān)系函數(shù)關(guān)系沿程水頭損失沿程水頭損失hf與與v的關(guān)系的關(guān)系判別標(biāo)準(zhǔn)判別標(biāo)準(zhǔn)紊流粗糙區(qū)紊流粗糙區(qū)紊流過(guò)渡區(qū)紊流過(guò)渡區(qū)紊流光滑區(qū)紊流光滑區(qū)Re40002320Re4000Re2320紊流紊流臨界區(qū)臨界區(qū)層流層流流態(tài)流態(tài)fhv1.75fhv1.75 2.0fhv2.0fhv(Re,)fd( )fd64Re2)7 . 3lg(21d4Re3164. 025. 0Re6811. 0d5 解：解：水的運(yùn)動(dòng)黏度 6

3、21.308 10/ms1160.25 0.01Re19112000,1.308 10vd層流32260.25 25 10Re47782000,1.308 10vd紊流222Re4ccccQQvdAd532Re5.14 10/4ccdQms（1）直徑為10mm (2) 直徑為25mm6明渠的水力半徑60.520.05 0.240.24 ,Re9174300,2.141.308 10AvRRm紊流 解：解：水的運(yùn)動(dòng)黏度 621.308 10/ms2221.52 0.4 1.50.71.921.52(ab)0.52221 1.50.7222.14ahbmhhbAhmchmcbm63Re300 1.

4、308 101.6 10/0.24ccvm sR7 解：1-1,2-2斷面列伯努利方程 112212fpph12foilpphU型管壓差計(jì)： 12oilMphph12()Moilpph()13.6(1)(1) 0.1351.905m0.9MoilMfoiloilhhh油柱833250003.15 10/3 60 9800 0.941.605/QmsQvm sd假設(shè)管內(nèi)流動(dòng)為層流： 22264642Re22fl vl vl vhvddgdgdg2321.905 0.9 10(0.05)9.80.1363232 6 1.605fhd gPa slv 30.9 101.605 0.05Re53120

5、000.136vd校驗(yàn)：層流9 解：解：水的運(yùn)動(dòng)黏度 621.519 10/ms雷諾數(shù)Re為 61.5 0.1Re9874820001.519 10vdd/=333.3897822.216968,597411351dd（ ）（ ）897822.2Re597,dd（ ）（ ） 屬于水力光滑管向水力粗糙管過(guò)渡區(qū)0.25680.11=0.027Red阿里特蘇里公式：10 解：解： 24226.5/Qvcm sd管內(nèi)平均流速：雷諾數(shù)Re為 226.5 15Re113220003vd層流2226464 1000 2.26599.092Re21132 0.15 2 9.8fl vl vhmdgdg油柱8.

6、829 0.04 99.0935fNQhkw4.11 矩形風(fēng)道，斷面積尺寸1200mm600mm，通過(guò)空氣45的空氣，風(fēng)量為42000m3/h，風(fēng)道壁面材料的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度=0.1mm，在l=12m的管段中，用傾斜角30 的裝有酒精的微壓計(jì)測(cè)得斜管中讀數(shù)a=7.5mm，酒精密度 ,求風(fēng)道的沿程阻力系數(shù)，并用莫迪圖查得的值進(jìn)行比較？3860/kg m解：（1）用當(dāng)量直徑的概念來(lái)確定流速及流態(tài)水力半徑1.2 0.60.22(a)2 1.840.8eAabRmbdRm44200016.2/s1.2 0.6 3600QQvmAab12雷諾數(shù)Re為 516.2 0.8Re7160221.81 10evd

7、莫迪圖得0sin30fgaph酒22fel vhdg02sin302egadggl v酒空氣0523451.81 10/ ,1.297/mskg m空氣時(shí)，2860 9.8 0.0075 0.5 0.8 2 9.81.297 9.812 16.20.01240.00010.0001250.8ed0.01613212()2rvvhg解：（1）突然擴(kuò)大的局部水頭損失為：12144.25/QQvm sAd22241.89/QQvm sAD2212()(4.25 1.89)0.28422 9.8rvvhmg14（2）1-1,2-2斷面列伯努利方程 1122222112212()222pvpvvvggg

8、222212122121 2()0.4552ppvvvvvv vmgg 0.455pm2151122（3）1-1,2-2斷面列伯努利方程，忽略損失 22112222pvpvgg222221124.251.890.739222 9.8ppvvmgg16解：1-1,2-2斷面列伯努利方程 222()222AABBBABpvpvvlzzggdgABvv2()2ABBABppvlzzHdg 2141.396/QQvm sAd226.27Bg Hlvd174.24 水從水箱中經(jīng)彎管流出，d=15cm,l1=30m,l2=60m,H2=15m.已知管道中沿程摩擦系數(shù)=0.023，彎頭局部阻力系數(shù)1=0.9,40開(kāi)度蝶閥的局部阻力系數(shù)2=10.8,水箱到管路的進(jìn)口局部阻力系數(shù)=0.5,取動(dòng)能校正系數(shù)為1。 試求:1）當(dāng)H1=10m時(shí)，通過(guò)彎管的流量； 2）如果管中流量為0.06m3/s,箱中水頭H1應(yīng)為多少？解：1) 1-1,2-2斷面列伯努利方程 22112212122pvpvzzhgg121112,0,z0pp vzH2212vHhg18221()2vlhdg21222+2