液压流体力学流体在管路中流动PPT学习教案

1、会计学1液压流体力学流体在管路中流动液压流体力学流体在管路中流动 概述 7.1 管路中流体流动的两种状态 7.2 能量损失的两种形式 7.3 圆管中的层流流动 7.4 圆管中的湍流流动 7.7 管中流动沿程阻力系数的确定 7.8 局部阻力系数的确定 7.9 管路计算第1页/共32页第2页/共32页第3页/共32页层流状态，使颜色水又恢复到一条平直的细线。第4页/共32页时的流速称为下临界流速vc，第5页/共32页Revdmfhkv第6页/共32页能头损失，以h表示gvdLh222221vdLppp第7页/共32页产生的阻力称为局部阻力。流体为克服局部阻力而消耗的机械能称为局部能量损失，单位重量

2、流体的局部能量损失称为局部能头损失，以h表示gvh2222vp第8页/共32页hhhf第9页/共32页称流动，因而所有切应力在侧表面上均布，把所有的作用力投影到轴线方向，可得第10页/共32页整理得根据牛顿内摩擦定律，有 推得：或二、速度分布对上式积分02)(212rLpprrppL)(2121drdurppLdrdu)(2121121()22dupp rdrLprL crLpu24第11页/共32页24RLpc)(422rRLpu2max4RLpu第12页/共32页rdruudAdqv2pLRrdrrRLprdrudqqRRvv82)(4240220第13页/共32页2max182vqpRv

3、uAL282)(4232032233RLRprdrrRLpAvdAuRA33. 13482)(4222022222RLRprdrrRLpAvdAuRA第14页/共32页drdurLprRLpdrd2)(422RLp20Rr0第15页/共32页六、沿程能量损失流体在圆管内作层流流动时的沿程能量损失将 代入上式得式中 = 64Re，为圆管层流的沿程能量损失系数。为克服沿程阻力而消耗的功率为gpgpph2128RLvpgvdLgvdLvdgRLvh2264822242128dLqpqqghPvvv第16页/共32页 uuu000001111()1TTTTTuudtu u dtudtu dtTTTTu

4、u dtT 第17页/共32页TpdtTp01第18页/共32页种流动称为水力粗糙的流动。第19页/共32页即22dyduLdydudydudydu第20页/共32页yu022dyduL)1 (00RrRrRrkyL122201)1 (dyduRrykRrcykuln10yRkuuuln1*max第21页/共32页一、尼古拉兹试验尼古拉兹（Nikuras）进行了大量的实验，得出了与雷诺数Re及管壁的相对粗糙度/d之间的关系曲线：7.7 管中流动沿程阻力系数的确定第22页/共32页1层流区（I）雷诺数的范围为 Rec 2320。2临界区（II）雷诺数的范围为2320 Re4000 。3光滑管湍流

5、区（III）雷诺数的范围为 eR643/10025. 0eR7/898.264000dRe5104000eR25. 03164. 0eR6510310eR237. 0221. 00032. 0eR4000eR8 . 0)lg(21eR第23页/共32页4光滑管至粗糙管过渡区（IV）雷诺数的范围为5粗糙管湍流区（V）雷诺数的范围85. 07/82416098.26dRde)51. 27 . 3lg(21eRd25. 0)68(11. 0eRd85. 024160dRe22lg274. 11d第24页/共32页二、莫迪图（Moody）第25页/共32页管道等；（3）由于流动的速度大小和方向均发生变

6、化而引起的局部能量损失。例如各种阀门（平板阀、球形阀、锥阀、滑阀等）。第26页/共32页一、断面突然扩大的局部阻力系数如图713所示的断面突然扩大管道，取11、22两缓变过流断面，并以管轴线所在断面为基准面，列写伯努利方程轴线方向的动量方程式 fhgvgpzgvgpz222222221111gvvgpph2222121)()(12122211vvqAApApApv)()()(122212221vvvAvvqAppv)()(12221vvvpp第27页/共32页得：对应于突然扩大前管道速度水头的局部阻力系数 对应于突然扩大后管道速度水头的局部阻力系数 2122221111222222221()2

7、122122vvhgAvvAggAvvAgg22111AA21221AA第28页/共32页第29页/共32页321vvvqqqhhhf321vvvvqqqq) 3 , 2 , 1(22321igvdLhhhiiii第30页/共32页v本章小结本章小结v几个基本概念：层流、湍流、上下临界流速、水几个基本概念：层流、湍流、上下临界流速、水力半径、雷诺数、能头损失、沿程阻力、局部阻力半径、雷诺数、能头损失、沿程阻力、局部阻力、时均速度、水力光滑管、水力粗糙管、水力力、时均速度、水力光滑管、水力粗糙管、水力光滑流动、水力粗糙流动、水力长管、水力短管光滑流动、水力粗糙流动、水力长管、水力短管v重点：雷诺试验、能量损失计算、圆管层流流动重点：雷诺