水力学系统讲义课件第五章流动形态及水头损失四

第五章液体的流动型态及水头损失§5-7圆管紊流沿程水头损失的计算§5-8计算沿程水头损失的谢才公式§5-9局部水头损失§5-7圆管紊流沿程水头损失的计算尼古拉兹（J.Nikuradse）对不同相对粗糙度ks/r0的人工管道，在不同流量下对沿程水头损失系数λ进行了实验。1．当雷诺数Re<2300时，流动为层流，相对粗糙度不同的各实验点均落在直线ab上。表明此时沿程水头损失系数λ只与雷诺数Re有关，而与相对粗糙度ks/r0无关。2.当2300<Re<4000时，流动由层流向紊流过渡，相对粗糙度不同的各实验点均落在曲线bc上。它说明此时沿程水头损失系数λ只与雷诺数Re有关。但是，由于此范围很窄，实际意义不大，一般不予考虑。3．当雷诺数Re>4000时，流动为紊流中的水力光滑管流，相对粗糙度不同的各实验点均落在直线cd上。表明此时λ只与雷诺数Re有关，而与相对粗糙度ks/r0无关。相对粗糙度越大，保持管壁为水力光滑管的最大雷诺数越小。

4．cd线与ef线之间的A区，称为由水力光滑管向水力粗糙管的过渡区。相同相对粗糙度的各实验点均落在同一条曲线上，且上面曲线长，下面曲线短，各曲线由低变高。它说明在此区沿程水头损失系数λ同时与雷诺数Re和相对粗糙度ks/r0有关。5．线ef右侧的B区，称为水力粗糙管区。相对粗糙度相同的各实验点分别落在不同的水平线上。它说明在此区沿程水头损失系数λ只与相对粗糙度ks/r0有关。同时沿程水头损失与速度的平方成比例，常将此区称为阻力平方区。尼古侦拉兹扁图是扶在人炎工粗加糙管饰道上爆进行救的实栏验，市有局光限性测。莫反迪针刚对工苦业管盗道绘修制了换沿程参水头滚损失骑系数糠λ曲县线。莫迪城（）顽图沿程狐水头姜损失脖系数巨λ的将计算水力伍光滑宿管区水力喇粗糙污管区过渡妨区，陶柯尔畅勃洛躁克公班式尼古桃拉兹组公式水力震光滑膨管区水力沫粗糙点管区1.伯水力涛光滑摊管，咸布拉狼休斯允（）评公式2.陡紊流东过渡联区，嘉用阿财里特飘苏里卖公式适用拍于旧脖铸铁蔽管和烂旧钢迟管的帽舍维承列夫喊公式1．鬼紊流瓜过渡现区2.膜水役力粗痛糙管堵区经验欣公式例5刻.7僵.1眯运动仆粘度午为1毒.1歪39鬼×1念0-6m2/s龄的水耻，以挤断面锦平均船流速卧2.两5m南/s船，在丝式内径父为0枕.2依5m划，长甲50晚0m需管道丹中流哄动。渐已知边管道赏的相志对粗离糙度充ks/d付=0国.0轮02秩。试臭求：（1阶）按忧新铸沉铁管救计算跨的沿扔程水拼头损躺失hf1；（2惠）按跑旧铸涌铁管盼计算诱的沿庄程水际头损弓失hf2。（1层）计运算hf1由莫室迪图乡丰查得伯沿程昌水头尊损失洪系数努λ=鱼0.翅02贺4，蒸且知加此流翻动在漆阻力蓬平方亡区，肾即属虫于水跌力粗鲜糙管挨。根据挣莫迪赤图根据鞭尼古始拉兹眼公式根据绍阿里翼特苏会里公绩式（2掌）按旧看铸铁剑管计街算的绢沿程壶水头探损失桑hf2对于角旧铸治铁管屯，当泉流速念v>淹1.角2m茎/s低时，挺可应凉用水补力粗贤糙管舱区的烟舍维妹列夫销公式各计算膨沿程词水头信损失冈系数社λ§5还-8幼计予算沿灾程水乳头损拾失的润谢才叼公式谢才淡公式黑（C饲he诞zy芝F愚or别mu来la耍）计算镇渠道热和天集然河师道流帐动中悄的沿饶程水高头损病失。C为等谢才疼系数个，单牢位m1/扯2/s理。采疯用经白验公谋式计扔算。谢才隶系数1．向曼宁候（R季.M僚an嫂ni社ng垦）公我式n—衫粗糙摔系数步或者嫂糙率畅，见盗表。2．糕巴甫构洛夫失斯基沸公式也可并以近艰似地喊采用肾下面驰两式适用损范围注意欺事项1．结上面碎各公秋式均纳以m年为单渐位。2．孔谢才恐公式晒对层拥流和枣紊流排均适功用。忌但是恭，由犹于粗分糙系日数n骂是从个阻力奋平方配区总倚结出巾来的坛，因我此它制只适鸦用于移均匀织粗糙条紊流烫。3．叉对于确圆管涂管流耻，粗权糙系沫数n袜已知胞时，为可以梦采用胶谢才阵公式吸计算贤沿程杜水头惩损失粒，也存可以泉达西狱-威学斯巴究赫公裳式。4．脖巴甫碍洛夫闭斯基井公式粮常用纺于上物下水晒道的徐水力毅计算菊中，古而曼屋宁公竖式则辞常用童于明妻渠和稿其它而管道屯。例5赛.8搅.1平一如定图所劣示的疑梯形毕断面愉土渠剃中发炒生的纪均匀炊流动昆。已威知：规底宽饮b=阿2m孕，边寸坡系武数m河=c叉ot额θ=接1.业5，榴水深届h=狮1.饥5m阁，土深壤的虚粗糙迅系数敌n=收0.洽02俱25蹄，渠税中通笑过的女流量疲Q=弃5.餐12可m3/s挤，试已求：（1模）渠扒中的垃断面锤平均评流速纵；（2篮）1吐公里扯长渠绿道上革的水她头损洽失。（1避）渠疑中的捡断面赌平均兽流速（2脸）1盖公里滤长渠臣道上墨的水蹄头损论失§5和-9雅局断部水董头损晓失局部雄水头饥损失：在过梨水断浇面形述状、孝尺寸孙或流础向改蛮变的刃局部追地区益产生保的水件头损益失，必记为吊hj。产生私原因：在采这些浴局部貌地区泡产生悄许许长多多模的漩甜涡。胜漩涡纸的产稳生及恶维持陶漩涡轿的旋泰转，鹊漩涡疑水体冷与主擦流之魄间的取动量恐交换右，漩警涡间拴的冲侄击与斗摩擦谣等均灭需消翼耗能仗量而茎引起洗水头羞损失创。计算理局部骨水头截损失舌的一投般公搂式为ζ一移般由蒜实验笛确定熔，见残表。断面醉突然庄扩大寺的局裙部水予头损叛失的搞计算能量放方程动量场方程作用筑在控英制体丝式上的柳表面拆力质量行力控制迅体内神的动圈量变休化几点画讨论1.买当断醋面积绑A2与A1相比创很大逐时，泳如管认道突卧然扩磁大到泰某一惊容器艳或水辅池时;2.果管路营中的捏总局盟部水劫头损闸失可掏以由认叠加阿法求加得。3.窄局部盯水头观损失苍的产携生会状对上顷下游凶一定岂范围四内的倡流速馅分布拴造成铸影响能。影抖响长尺度为实际匆的总席局部彩水头娇损失私比按再叠加寇法求钞得的极总局闪部水宵头损樱失大午些。例5饱.9状.1摸有午一如婚图所谦示的属由水违箱引校出的链串联魄管路峰向大碧气泄寒流。小已知票管径松d1=d3=1痒00著mm策,管蓬长l1=l3=1游0m刑，相填应沿宗程水缴头损垄失系反数λ1=裕λ3=0颗.0谦3，嫌管径衔d2=2愚00布mm蚀，管沙长l2=5港m，趋相应剧的沿枕程水慨头损丽失λ2=0极.0越3扰；折晌角θ灰=3暑0°琴；搅90丝式°弯会管d夸/R柄=1棚；插删板阀籍门的浑开度李e/疗d=半0.惨5；贤管中宅流量盈Q=进31拍.4贤L/抢s，赚试求精所需休的水什头H亡。管路甜中沿梯程水忧头损大失的踏计算管路踪蝶中局担部水短头损赤失计芹算进口告：30弊°折园角：突扩普：突缩：90女°弯管：阀门：总局慌部水盖头损肿失5.我15我如图若所示罪，在准流速细由v1变为套v3的突土然扩平大中忌，如般果中况间加秤一中昨等粗斧细的绒管段仪使形枝成两贵次突抹然扩腥大，悉试求柔：（1碑）中岁间管俊段中谷的流税速取督何值朱时总吧的局帜部水辈头损妻失最藏小；（2妈）计说算两净次突件扩时厘总的葬局部耽水头束损失邪与一业次突莲扩时唱的局凤部水哑头损蜡失之迅比。5.臂16撤如碍图所铁示A拉、B吵、C敢三个袭水箱勿由两神段普捡通钢丢管相么连接惑，经玩过调躬节，玻管中黄产生秋恒定异流运英动。拦已知担A、科C验箱水什面差绸H=漠10常m,死l1=5珠0m史,祝l2=4趴0m隶,便d1=2饿50舅mm少,d2=2盲00粥mm巾,ζb=0摄.2押5,胶假设惊流动龙在阻赠力平文方区脆，沿够程阻岸力系乌数可偷近似喊地用陕公式计算鸦，管堡壁的屈当量暑粗糙往度ks=0特.2鼻mm酸，试甩求：（1第）管尖中流驱量Q均；（2磨）图恢中h1及h2。5.尖18荒如液图所翠示的跌钢筋旁混凝且土衬把砌隧竭洞，估喇叭撞形入幕口，萄入口辰前有悠一拦应污栅毙，倾遥角θ辛=6污0°法，栅四条为蛮直径禾φ=氏15锤mm槽的圆眉钢筋宏，间刚距b顽=1甚0c释m，跌设隧壳洞前脑明挖倾段中厦的流午速为智隧洞志中流科速的弄1/酱4，追平板糠闸门窑前后签分别