液壓流體力學(xué)流體在管路中流動(dòng)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1液壓流體力學(xué)流體在管路中流動(dòng)液壓流體力學(xué)流體在管路中流動(dòng) 概述 7.1 管路中流體流動(dòng)的兩種狀態(tài) 7.2 能量損失的兩種形式 7.3 圓管中的層流流動(dòng) 7.4 圓管中的湍流流動(dòng) 7.7 管中流動(dòng)沿程阻力系數(shù)的確定 7.8 局部阻力系數(shù)的確定 7.9 管路計(jì)算第1頁(yè)/共32頁(yè)第2頁(yè)/共32頁(yè)第3頁(yè)/共32頁(yè)層流狀態(tài)，使顏色水又恢復(fù)到一條平直的細(xì)線。第4頁(yè)/共32頁(yè)時(shí)的流速稱為下臨界流速vc，第5頁(yè)/共32頁(yè)Revdmfhkv第6頁(yè)/共32頁(yè)能頭損失，以h表示gvdLh222221vdLppp第7頁(yè)/共32頁(yè)產(chǎn)生的阻力稱為局部阻力。流體為克服局部阻力而消耗的機(jī)械能稱為局部能量損失，單位重量

2、流體的局部能量損失稱為局部能頭損失，以h表示gvh2222vp第8頁(yè)/共32頁(yè)hhhf第9頁(yè)/共32頁(yè)稱流動(dòng)，因而所有切應(yīng)力在側(cè)表面上均布，把所有的作用力投影到軸線方向，可得第10頁(yè)/共32頁(yè)整理得根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，有 推得：或二、速度分布對(duì)上式積分02)(212rLpprrppL)(2121drdurppLdrdu)(2121121()22dupp rdrLprL crLpu24第11頁(yè)/共32頁(yè)24RLpc)(422rRLpu2max4RLpu第12頁(yè)/共32頁(yè)rdruudAdqv2pLRrdrrRLprdrudqqRRvv82)(4240220第13頁(yè)/共32頁(yè)2max182vqpRv

3、uAL282)(4232032233RLRprdrrRLpAvdAuRA33. 13482)(4222022222RLRprdrrRLpAvdAuRA第14頁(yè)/共32頁(yè)drdurLprRLpdrd2)(422RLp20Rr0第15頁(yè)/共32頁(yè)六、沿程能量損失流體在圓管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)的沿程能量損失將 代入上式得式中 = 64Re，為圓管層流的沿程能量損失系數(shù)。為克服沿程阻力而消耗的功率為gpgpph2128RLvpgvdLgvdLvdgRLvh2264822242128dLqpqqghPvvv第16頁(yè)/共32頁(yè) uuu000001111()1TTTTTuudtu u dtudtu dtTTTTu

4、u dtT 第17頁(yè)/共32頁(yè)TpdtTp01第18頁(yè)/共32頁(yè)種流動(dòng)稱為水力粗糙的流動(dòng)。第19頁(yè)/共32頁(yè)即22dyduLdydudydudydu第20頁(yè)/共32頁(yè)yu022dyduL)1 (00RrRrRrkyL122201)1 (dyduRrykRrcykuln10yRkuuuln1*max第21頁(yè)/共32頁(yè)一、尼古拉茲試驗(yàn)?zāi)峁爬潱∟ikuras）進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，得出了與雷諾數(shù)Re及管壁的相對(duì)粗糙度/d之間的關(guān)系曲線：7.7 管中流動(dòng)沿程阻力系數(shù)的確定第22頁(yè)/共32頁(yè)1層流區(qū)（I）雷諾數(shù)的范圍為 Rec 2320。2臨界區(qū)（II）雷諾數(shù)的范圍為2320 Re4000 。3光滑管湍流

5、區(qū)（III）雷諾數(shù)的范圍為 eR643/10025. 0eR7/898.264000dRe5104000eR25. 03164. 0eR6510310eR237. 0221. 00032. 0eR4000eR8 . 0)lg(21eR第23頁(yè)/共32頁(yè)4光滑管至粗糙管過(guò)渡區(qū)（IV）雷諾數(shù)的范圍為5粗糙管湍流區(qū)（V）雷諾數(shù)的范圍85. 07/82416098.26dRde)51. 27 . 3lg(21eRd25. 0)68(11. 0eRd85. 024160dRe22lg274. 11d第24頁(yè)/共32頁(yè)二、莫迪圖（Moody）第25頁(yè)/共32頁(yè)管道等；（3）由于流動(dòng)的速度大小和方向均發(fā)生變

6、化而引起的局部能量損失。例如各種閥門（平板閥、球形閥、錐閥、滑閥等）。第26頁(yè)/共32頁(yè)一、斷面突然擴(kuò)大的局部阻力系數(shù)如圖713所示的斷面突然擴(kuò)大管道，取11、22兩緩變過(guò)流斷面，并以管軸線所在斷面為基準(zhǔn)面，列寫伯努利方程軸線方向的動(dòng)量方程式 fhgvgpzgvgpz222222221111gvvgpph2222121)()(12122211vvqAApApApv)()()(122212221vvvAvvqAppv)()(12221vvvpp第27頁(yè)/共32頁(yè)得：對(duì)應(yīng)于突然擴(kuò)大前管道速度水頭的局部阻力系數(shù) 對(duì)應(yīng)于突然擴(kuò)大后管道速度水頭的局部阻力系數(shù) 2122221111222222221()2

7、122122vvhgAvvAggAvvAgg22111AA21221AA第28頁(yè)/共32頁(yè)第29頁(yè)/共32頁(yè)321vvvqqqhhhf321vvvvqqqq) 3 , 2 , 1(22321igvdLhhhiiii第30頁(yè)/共32頁(yè)v本章小結(jié)本章小結(jié)v幾個(gè)基本概念：層流、湍流、上下臨界流速、水幾個(gè)基本概念：層流、湍流、上下臨界流速、水力半徑、雷諾數(shù)、能頭損失、沿程阻力、局部阻力半徑、雷諾數(shù)、能頭損失、沿程阻力、局部阻力、時(shí)均速度、水力光滑管、水力粗糙管、水力力、時(shí)均速度、水力光滑管、水力粗糙管、水力光滑流動(dòng)、水力粗糙流動(dòng)、水力長(zhǎng)管、水力短管光滑流動(dòng)、水力粗糙流動(dòng)、水力長(zhǎng)管、水力短管v重點(diǎn)：雷諾試驗(yàn)、能量損失計(jì)算、圓管層流流動(dòng)重點(diǎn)：雷諾