水力学 第三章液流型态及水头损失 前进
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主要内容: 水头损失的物理概念及其分类 沿程水头损失与切应力的关系 液体运动的两种流态 圆管中的层流运动及其沿程水头损失的计算 紊流特征 沿程阻力系数的变化规律 计算沿程水头损失的经验公式谢齐公式 局部水头损失 结束
主要内容： 水头损失的物理概念及其分类 沿程水头损失与切应力的关系 液体运动的两种流态 圆管中的层流运动及其沿程水头损失的计算 紊流特征 沿程阻力系数的变化规律 计算沿程水头损失的经验公式——谢齐公式 局部水头损失 结束
水头损失的物理概念及其分类 物理性质——粘滞性 产生水损耗机 固体边界相对运动办∫流阻力械能hn 图示 沿程水头损失hr 水头损失的分类 图示 局部各种局部水头损失的总和 某一流段的总水头损失:h=∑h+∑h 举例 各分段的沿程水头损失的总和 返回
粘滞性 相对运动 du dy 物理性质—— 固体边界—— 产生水 流阻力 损耗机 械能hw 水头损失的物理概念及其分类 图示 水头损失的分类 图示 沿程水头损失hf 局部水头损失hj 某一流段的总水头损失： w f j h h h = + 各分段的沿程水头损失的总和 各种局部水头损失的总和 举例 返回
沿程水头损失与切应力的关系 F=LXTO FIAP F 湿 a 周 ZI G=PgAL 列流动方向的平衡方程式:A-A2+ PgAL sina-Lo=0 整理得:(Z+B )2/水力半径过水断面积与 湿周之比,即A L 改写为: 沿程阻力系数=f(.合D 量纲分 员管中 LV2 h,=元 RP8=f(B,P,n,△) 4R28R A28 返回
沿程水头损失与切应力的关系 1 1 2 2 L α O O Z1 Z2 列流动方向的平衡方程式： 1 2 0 Ap Ap gAL L − + − = sin 0 FP1=Ap1 τ0 τ0 G=ρgAL FP2=Ap2 F L = 0 湿 周 整理得： 1 2 0 1 2 ( ) ( ) p p L Z Z g g A g + − + = 改写为： 0 0 f L L h A g R g = = 0 f h gR L = 水力半径——过水断面面积与 湿周之比，即A/χ 0 = gRJ 0 f L h R g = 量纲分析 0 2 0 ( , , , , ) 8 f R V V = = 2 4 2 f L V h R g = 圆管中 4 d R = 2 2 f L V h d g = 沿程阻力系数 ( , ) VR f R = 返回
液体运动的两种流态 雷诺试验—揭示了水流运动具有层流与紊流两种流态。 当流速较小时,各流层的液体质点是有条不紊地 运动,互不混杂,这种型态的流动叫做层流。 当流速较大,各流层的液体质点形成涡体,在流 动过程中,互相混掺,这种型态的流动叫做紊流。 层流与紊流的判别雷诺数Re=l或Re=R (下)临界雷诺数Rek Re,≈2000 Re,≈500 若Re<Re,水流为层流,h∝V0 若Re>Re,水流为紊流,h∝V20 前进返回
液体运动的两种流态 雷诺试验 ——揭示了水流运动具有层流与紊流两种流态。 当流速较小时，各流层的液体质点是有条不紊地 运动，互不混杂，这种型态的流动叫做层流。 当流速较大，各流层的液体质点形成涡体，在流 动过程中，互相混掺，这种型态的流动叫做紊流。 层流与紊流的判别 Re k k V d （下）临界雷诺数 = Re Vd 雷诺数 = 或 Re VR = Re 2000 k Re 500 k 若Re<Rek，水流为层流， 1.0 f h V 若Re>Rek，水流为紊流， 1.75~2.0 f h V 前进 返回