流體力學(xué)-第六章

第六章能量損失及管路計(jì)算本章研究λ的變化規(guī)律和ζ的確定，討論管路的水力計(jì)算§6.1

沿程阻力系數(shù)λ一、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)（人工粗糙管沿程阻力實(shí)驗(yàn)）

將同樣大小顆粒的砂子粘附于管壁，進(jìn)行不同砂粒尺度、不同管徑ｄ的系列實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置(6種?/d）

λ的測(cè)定尼古拉茲試驗(yàn)曲線λ變化的五個(gè)特征區(qū)Ⅰ區(qū)—層流區(qū)Re<2320

Ⅱ區(qū)—第一過渡區(qū)（層流轉(zhuǎn)為紊流）

2320<Re<4000在4000<Re<105范圍內(nèi)Ⅲ區(qū)—水力光滑管區(qū)

4000<Re<26.98(d/△)8/7在105<Re<3×106范圍內(nèi)Ⅳ區(qū)—第二過渡區(qū)

26.98(d/△)8/7≤Re<4160(d/2△)0.85

λ=f(Re,△/d)Ⅴ區(qū)—水力粗糙管區(qū)（阻力平方區(qū)）

Re>4160(d/2△)0.85

λ=f(△/d)式中△叫當(dāng)量粗糙度，查P.186二、莫迪圖(用工業(yè)管道試驗(yàn)得到)§6.2局部阻力系數(shù)ζ局部阻力產(chǎn)生的原因

突然擴(kuò)大突然縮小閘閥突然擴(kuò)大與縮小一、圓管突然擴(kuò)大列1-1,2-2面伯努利方程列1-1,2-2面沿軸向的動(dòng)量方程代入伯努利方程實(shí)驗(yàn)得p1'≈p1G=γA2l（包達(dá)公式)推導(dǎo)hj的另一形式代入包達(dá)公式得

或局部阻力系數(shù)二、其它類型局部阻力損失三、局部裝置的當(dāng)量管長(zhǎng)把局部損失折算成長(zhǎng)度為le的沿程損失，該le稱為當(dāng)量管長(zhǎng)令當(dāng)量管長(zhǎng)當(dāng)量管長(zhǎng)查教材表6.3四、能量損失的疊加

hw=hf

+∑hj

R—管路阻力系數(shù)例題1：教材例例題：直徑d=0.2m的普通鍍鋅管長(zhǎng)l=2000m,用來輸送ν=35×10-6m2/s的重油。當(dāng)流量Q=0.035m3/s時(shí)，求沿程損失hf。若油的重度γ=8374N/m3,壓力損失是多少？解：查P.186表Δ=0.35mm光滑管區(qū)沿程損失例題：一條輸水管道長(zhǎng)l=20m,直徑d=50mm,當(dāng)量粗糙度為Δ=0.4mm.其中有R=d的90?圓彎管、45?折彎管和全開的閘閥各一個(gè)。當(dāng)流量Q=0.004m3/s時(shí),求管路水頭損失。壓力損失

解：暫按阻力平方區(qū)試算，然后驗(yàn)算求局部阻力系數(shù)ζ，查表6-2圓彎管折彎管閘閥流速水頭損失（驗(yàn)算略）例2：測(cè)定一90o彎頭的局部阻力系數(shù)，在A、B兩斷面接測(cè)壓管，已知管路直徑d=50mm，AB段管長(zhǎng)l=10m,水的流量Q=2.74l/s，沿程阻力系數(shù)λ=0.03，測(cè)壓管水頭差?h=0.629m，求彎頭的ζ值。解：列A,B面伯努利方程例題3：在突然擴(kuò)大裝置上裝測(cè)壓管，測(cè)得水流量Q=0.0327m3/s時(shí)，兩管水柱高差h=1cm，已知d1=24cm，d2=48cm，求該裝置局部阻力系數(shù)ζ。解：列1-1,2-2斷面能量方程作業(yè)題P.226~P.228

6-2，6-8，6-13，6-17，6-19§6.3管路計(jì)算本節(jié)解決管路工程中Q、l、hw、d的計(jì)算水力計(jì)算方法

(1)長(zhǎng)管法hw=∑hf

(近似計(jì)算)(2)短管法hw=∑hf

+∑hj

(精確計(jì)算)一、簡(jiǎn)單管路列1-1,2-2斷面能量方程H用以提供流速并克服管路阻力，稱為作用水頭解決三類問題：(1)已知l,d和Q，計(jì)算hw或H(2)已知l,d和H，計(jì)算Q(3)已知H和Q，設(shè)計(jì)l或d按長(zhǎng)管計(jì)算時(shí)

R—管路阻力系數(shù)例題：二、串聯(lián)管路串聯(lián)特點(diǎn)：

Q=Q1=Q2=…=Qn

hw=hw1+hw2+…+hwn=R1Q2+R2Q2+…+RnQ2=(R1+R2+…+Rn)Q2

=RQ2例題三、并聯(lián)管路并聯(lián)特點(diǎn):(1)Q=Q1+Q2+…+Qn(2)hw=hw1=hw2=…