第六章流體力學(xué)（六）

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)第四節(jié)流動(dòng)阻力和能量損失知識(shí)點(diǎn)1、水頭損失疊加：、；2、流態(tài)和勻稱(chēng)流基本方程：層流、紊流、雷諾數(shù)、勻稱(chēng)流基本方程3、沿程水頭損失邏輯及計(jì)算：層流：切應(yīng)力分布、速度分布、水頭損失計(jì)算紊流：脈動(dòng)現(xiàn)象、切應(yīng)力分布、速度分布；水頭損失邏輯及計(jì)算（尼古拉茲實(shí)驗(yàn)）4、局部水頭損失邏輯及計(jì)算5、邊界層基本概念和繞流阻力6、減小阻力的措施水頭損失及其疊加沿程水頭損失：沿程水頭損失發(fā)生在勻稱(chēng)流中，主要由流體之偶爾流體與邊壁之間的摩擦造成。λ——沿程阻力系數(shù)；L——管段長(zhǎng)度；d——管道直徑；g——重力加速度；v——水流流速。局部水頭損失局部水頭損失發(fā)生在局部區(qū)域，與水流狀態(tài)和水流斷面的幾何形狀變化相關(guān)?！植克^損失系數(shù)，或稱(chēng)局部阻力系數(shù)；——水流流速。水頭損失疊加：水頭線(xiàn)能量方程：水頭線(xiàn)：能量方程各項(xiàng)都具有長(zhǎng)度量綱，用線(xiàn)段長(zhǎng)度表示各項(xiàng)參數(shù)的大小和變化關(guān)系位置水頭:測(cè)壓管水頭:總水頭:水頭損失:壓強(qiáng)水頭:速度水頭:總水頭線(xiàn)、測(cè)壓管水頭線(xiàn)水頭線(xiàn)特點(diǎn)理想流體總水頭線(xiàn)：是水平線(xiàn)，因?yàn)槟芰繐p失被忽略。實(shí)際流體總水頭線(xiàn)：一定是沿流程降低的，因?yàn)槟芰繐p失沿流程增強(qiáng)。總水頭用于克服損失，必然沿流程降低。測(cè)壓管水頭線(xiàn)：可能沿流程降低，也可能沿程升高,因位能、壓能、動(dòng)能可以互相轉(zhuǎn)換。題6-20粘性流體的總水頭線(xiàn)沿程變化為(A)沿程下降(B)沿程升高(C)保持水平(D)前三種都有可能解：粘性流體即為實(shí)際流體，故總水頭線(xiàn)沿程下降一.兩種流態(tài)——層流、紊流1層流：流體質(zhì)點(diǎn)有條不紊的運(yùn)動(dòng)，各層之間互不摻混。2紊流：各層流體質(zhì)點(diǎn)互相摻混，質(zhì)點(diǎn)跡線(xiàn)紊亂無(wú)規(guī)矩。雷諾實(shí)驗(yàn):

研究速度、水頭損失與流態(tài)的關(guān)系雷諾實(shí)驗(yàn):

研究速度、水頭損失與流態(tài)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)主意實(shí)驗(yàn)結(jié)果臨界流速vk—水流由層流轉(zhuǎn)化為紊流時(shí)的流速。一.兩種流態(tài)——層流、紊流速度與流態(tài)的關(guān)系：水頭損失與流態(tài)的關(guān)系：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：一.兩種流態(tài)——層流、紊流3.層流、紊流的判別標(biāo)準(zhǔn)：雷諾數(shù)：臨界雷諾數(shù)：層流紊流：工程上常常采用臨界雷諾數(shù)為2000例題（2010年）管徑d=50mm，水溫為10℃時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)粘度為,管道內(nèi)要保持層流狀態(tài)，最大流速是m/s。（A）0.21（B）0.115（C）0.105（D）0.0525解：層流應(yīng)滿(mǎn)意：即：上式中的臨界流速為滿(mǎn)意層流條件的最大流速。工程上常常采用臨界雷諾數(shù)為2000答案：D二勻稱(chēng)流基本方程圓管中的勻稱(chēng)流動(dòng)在恒定勻稱(chēng)流中任取一流束:分析受力：按照?qǐng)A管勻稱(chēng)流動(dòng)中的受力平衡關(guān)系，可收拾出：勻稱(chēng)流基本方程或勻稱(chēng)流基本方程圓管水力半徑：切應(yīng)力水力半徑水力坡度圓管中的勻稱(chēng)流動(dòng)切應(yīng)力：線(xiàn)性分布；斷面速度：二次拋物線(xiàn)形分布三.圓管中的層流運(yùn)動(dòng)及沿程水頭損失計(jì)算斷面上某點(diǎn)的速度：斷面上軸心點(diǎn)的速度：斷面平均速度：圓管沿程水頭損失（層流或紊流）題6-30（2005年）圓管層流運(yùn)動(dòng)過(guò)流斷面上速度分布為（式中r0為圓管半徑）。圓管層流斷面速度為二次拋物線(xiàn)分布。

答案中惟獨(dú)（A）為速度u與半徑r2成正比