第四章 粘性流体的流动阻力计算(1.2.3)lj

第四章粘性流体的流动阻力计算第一节流体阻力的两种形式第二节粘性流体的均匀流动阻力第三节流体在圆管中的层流运动前言引入：流体本身性质－粘性－内摩擦力－阻力伯努利方程中的hL是什么？外因：固体壁面阻滞和干扰内因：流体粘性力和惯性研究表明：阻力－与流动状态、固体接触面（过水断面）等因素有关。由于复杂性→理论还不易解决→实验解决。边界层理论、实验理论等第一节流体阻力的两种形式1、流动阻力的主要影响因素过水断面和湿周概念引入：流量相同时，面积相同，由于湿润周长不等，阻力不等。(1)过水断面的面积A；(2)过水断面的湿周X；结论：面积小，湿周长，阻力大；描述方便－引入水力半径－与阻力成反比；XARR圆矩形正方形结论：水力半径与一般圆半径意义不同222rrrXAR圆)(2baabXAR矩形442aaaXAR正方形RRR第一节流体阻力的两种形式第一节流体阻力的两种形式2.流体流动状态与流动阻力的两种形式划分原则：与过水断面有关，则按过水断面划分。均匀流和不均匀流。均匀流动：过水断面形状、大小、流动方向不变的流动；表现形式：一般管道、巷道、隧道等表现阻力形式：沿程阻力（一定长度能量损失；hf）不均匀流动：过水断面形状、大小、流动方向剧变的流动；表现形式：三通、弯头、马头门等；表现阻力形式：局部阻力（很短范围，hj表示）。第一节流体阻力的两种形式3.管道总阻力沿程＋局部jfhhf1231223第二节粘性流体的均匀流动研究目的：先求解粘性流体定常均匀流动力与运动关系1.均匀流动的基本方程：均匀特征－一段长度L。2o12vvvAAA2121,0cos21TGPP力的平衡方程XlTAlGApPApP02211coscos,G1p2pT第二节粘性流体的均匀流动0cos021XlAlApAp整理，考虑XARRlpzpz02211结论：均匀流动（速度保持不变）中，势能之差用于克服摩擦阻力21coszzl第二节粘性流体的均匀流动2.均匀流动的水头损失和摩擦阻力关系（能量关系）利用伯努利方程fhVgpzVgpz222222111122Rlhpzpzf02211流动状态有关是关键解决0Rlhif0测压管水头iR0第三节流体在圆管中的层流运动1.均匀流中管中剖面上摩擦应力的分布规律用水力半径R＝r0/2表示iriR20000rr00iriR200irir20rr内摩擦切应力随半径直线分布第三节流体在圆管中的层流运动2.圆管层流中的速度分布ir2dydudrdycriurdridu2422004,0,ricurr2204rriu20max4riu第三节流体在圆管中的层流运动3.圆管层流平均速度和流量2020220824rirrdrrriAudAAQvAA20max4riumax21uvAAriudAdQQ408过水断面的平均速度可求动力粘性系数第三节流体在圆管中的层流运动4.圆管层流的沿程阻力由lhif2020328dirivvkvdlhlf2032vhfgvdlgvdlRvvgdlvvdlhef226422323220202020NJmhfvdRe第三节流体在圆管中的层流运动5.层流流体消耗的功率gvdlQQhNf220结论：低粘度、增大管径，降低功率消耗。风机选择Qfh达西公式－层流沿程阻力沿程阻力系数6.层流起始段长度的确定值很有实际意义。算中，在液压设备的短管路计eeeldRl065.0THAT’SALL!THANKYOU!