公共基礎(力學)精講班第六章流體力學(七)-1534126069681

水秀中華水秀中華PAGE8PAGE8水秀中華四紊流運動及沿程水頭損失計算（一）.紊流的脈動現象：脈動現象特點：圍繞時間平均值脈動、脈動頻率高，幅度小.T時間段的時間平均速度：（二）.紊流的阻力：紊流切應力=粘性切應力+紊流的附加切應力紊流的附加切應力：紊流的慣性切應力由質點混摻、質點間動量交換而形成可用質點在X方向、Y方向的脈動速度表示.粘性底層：，這一薄層就稱為粘性底層。粘性底層厚度：絕對粗糙(Δ )：粗糙突出管壁的平均高度，Δ表示。相對粗糙(Δd：管壁的絕對粗糙Δ與管徑ｄ的比值根據粘性底層厚度與管壁的粗糙度的關系，在不同的Re流動狀態(tài)下，任一圓管的壁面均可能呈現下列三種水力狀態(tài)：水力光滑管過渡段 水力粗糙管（三）紊流沿程水頭損失計算——沿程阻力系數；——絕對粗糙度——雷諾數沿程阻力系數——尼古拉茲實驗結果實驗目的：研究：實驗條件：雷諾數范圍：

的具體關系。實驗方法：選取其中某一相對粗糙度的管道，調節(jié)不同的流速，計算相應的雷諾數，測定相應的水頭損失，計算相應的水頭損失系數，繪制 曲線。第1區(qū)——層流區(qū)第2區(qū)——層流轉變?yōu)槲闪鞯倪^渡區(qū)第3區(qū)——紊流光滑管區(qū)第4區(qū)——由“光滑管區(qū)”轉向“粗糙管區(qū)”的紊流過渡區(qū)第5區(qū)——紊流粗糙管區(qū)或阻力平方區(qū)水流處于發(fā)展完全的紊流狀態(tài)，水流阻力與流速平方成正比，又稱阻力平方區(qū)。紊流的沿程水頭損失謝才公式:C——謝才系數，是有量綱的系數；Ｒ——水力半徑；Ｊ——水力坡度曼寧公式:水力半徑Ｒ以m計；ｎ為粗糙系數。沿程阻力系數與謝才系數的關系：6-31（2007年）λ（）只與雷諾數有關只與相對粗糙度有關只與流程長度和水力半徑有關解：層流時阻力為黏性阻力，故只與雷諾數有關。尼古拉茲實驗結果中的層流區(qū)：λ只與雷諾數有關。答案：A6-35（2005年）圓管紊流粗糙區(qū)（阻力平方區(qū)）λ與（）Re有關相對粗糙度 有關Re和 有關ReL解：尼古拉茲實驗中的第五區(qū)，阻力平方區(qū)，沿程摩阻系數λ只與相對粗糙度有關。答案：Ｂ6-36（2007年）A=5.04χ=6.73m，粗糙系數n=0.025，按曼寧公式計算謝才系數C為（）A 30.80B 30.13C 38.80D 38.13解：直接代入公式計算即可。

/s。按曼寧公式：水力半徑答案：D五局部水頭損失局部水頭損失：急變流中，過流斷面急劇變化處發(fā)生的水頭損失局部水頭損失計算公式：局部水頭損失系數：實驗表明，局部水頭損失系主要取決于：局部障礙的幾何形狀、固體壁面的相對粗糙度以及雷諾數Re。局部水頭損失發(fā)生的位置管道突然擴大、突然縮小管道突然擴大到水池或容器:突然縮?。簞t 如 則進口損失系數e——隨進口形狀接近流線型的程度增大而減小。六邊界層基本概念和繞流阻力（一）邊界層定義：亦稱附面層，雷諾數很大時，流體沿固體壁面流動（或固體在流體中運動）時壁面附近受粘性影響顯著的、很薄的流層。邊界層內：粘滯切應力不可忽略；邊界層外：粘滯切應力可忽略。邊界層分類當邊界層厚度δ較小時，邊界層內的流速梯度很大，粘滯應力的作用也很大，邊界層內的流動屬于層流，稱為層流邊界層。紊流邊界層：當雷諾數達到一定數值時，邊界層中的層流經過一個過渡區(qū)后轉變?yōu)槲闪?，就成為紊流邊界層。（二）邊界層的分離現象：發(fā)生邊界層分離后，分離點下游出現漩渦區(qū)（尾渦區(qū)。曲面邊界層的分離現象：根本原因：壁面粘性阻力作用；必要條件：反向壓力梯度存在。雷諾數很小時雷諾數增大，發(fā)生邊界層分離雷諾數很大時，尾渦區(qū)增大8題（）邊界層分離不會（。產生漩渦減少摩擦阻力C產生壓強阻力D解：邊界層分離必然會產生漩渦區(qū)，邊界層分離會產生壓差阻力，不是壓強阻力。不會減少摩擦阻力，產生漩渦區(qū)必然增加能量損失答案：B七減小阻力的措施針對沿程阻力的減阻措施：降低壁面的粗糙度；用柔性邊壁代替剛性邊壁；針對局