4.2流体运动的两种状态层流与紊流>4.2.3不同流动状态的水头损失规律·在雷诺实验中，用测压管测定两点间的水头损失h?？并测定管中流体家均速v，作出lghf一lgv的关系图。O·v<v时，层流，lgh,与lgv的关系为dc直线；h=kiv·v>v时，紊流，lgh,与lgv的关系为ab线；h=kzvm，m=1.75～2.0AIghtv达到一定值后，m=2保持不变一阻力平方区：，V<v<时，过渡区域。保持原有流态，2=6015~60°26lgh，与lgv的关系也保持原样。Igu2Ue资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 4.2 流体运动的两种状态——层流与紊流 ➢4.2.3 不同流动状态的水头损失规律 • 在雷诺实验中，用测压管测定两点间的水头损失hf，并测定管中流体 均速v，作出lghf－lgv的关系图。 • v<vc时，层流，lghf与lgv的关系为dc直线；hf=k1v • v>v′c时，紊流，lghf与lgv的关系为ab线；hf=k2v m ，m=1.75～2.0 v达到一定值后，m=2保持不变—阻力平方区； • vc<v< v′c时，过渡区域。保持原有流态， lghf与lgv的关系也保持原样
4.2流体运动的两种状态层流与紊流判断：有两个圆形管道，管径不同，输送的液体也不同，则流态判别数（雷诺数）不相同。答案：错·思考题1.怎样判别黏性流体的两种流态一层流和紊流？，用下临界雷诺数Re.来判别。当雷诺数Re<Re.时，流动为层流，Re>Re.时,流动为紊流。2.为何不能直接用临界流速作为判别流态（层流和紊流）的标准?因为临界流速跟流体的黏度、流体的密度和管径（当为圆管流时）或水力半径（当为明渠流时）有关。而临界雷诺数则是个比例常数，应用起来非常方便。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 4.2 流体运动的两种状态——层流与紊流 • 判断：有两个圆形管道，管径不同，输送的液体也不同，则流 态判别数（雷诺数）不相同。 • 答案：错 • 思 考 题 • 1.怎样判别黏性流体的两种流态——层流和紊流？ • 用下临界雷诺数Rec来判别。当雷诺数Re<Rec时，流动为层流 ，Re>Rec时,流动为紊流。 • 2.为何不能直接用临界流速作为判别流态（层流和紊流）的标 准？ • 因为临界流速跟流体的黏度、流体的密度和管径（当为圆管 流时）或水力半径（当为明渠流时）有关。而临界雷诺数则是 个比例常数，应用起来非常方便
4.2流体运动的两种状态一一层流与紊流3.雷诺数与哪些因素有关？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？雷诺数与流体的黏度、流速及水流的边界形状有关。Re=vd=4O/元dv，随d增大，Re减小。4.为什么用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与紊流的判别准则？。答：上临界雷诺数不稳定，而下临界雷诺数较稳定，只与水流的过水断面形状有关。·5.管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数如何变化？·答：不变，临界雷诺数只取决于水流边界形状，即水流的过水断面形状。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 4.2 流体运动的两种状态——层流与紊流 • 3.雷诺数与哪些因素有关？当管道流量一定时，随管径的加大 ，雷诺数是增大还是减小？ • 雷诺数与流体的黏度、流速及水流的边界形状有关。 Re=vd/ν=4Q/πdν ，随d增大，Re减小。 • 4.为什么用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与紊 流的判别准则？ • 答：上临界雷诺数不稳定，而下临界雷诺数较稳定，只与水流 的过水断面形状有关。 • 5.管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数如何变化？ • 答：不变，临界雷诺数只取决于水流边界形状，即水流的过水 断面形状
4.2流体运动的两种状态一一层流与紊流>例题4.1：温度15℃的水在直径d-100mm的管中流动，流量0=15L/s；另一矩形明渠，宽2m，水深1m，平均流速0.7m/s，水温同上。试分别判别两者的流动状态。：解：当水温15℃时，查表得水的运动粘度v=1.141×10-6m?/s。（1）圆管中的流速为Q=1.911 m/ sV=A圆管中水流的雷诺数为vd=167632>2000，水流为紊流Re=V(2)明渠的水力半径为A2 x1=0.5 mR=2+2×1xvRRe==30701》300，水流为素流V资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 4.2 流体运动的两种状态——层流与紊流 ➢ 例题4.1：温度t=15℃的水在直径d=100 mm的管中流动，流量Q=15 L/s；另一矩形明渠，宽2 m，水深1 m，平均流速0.7 m/s，水温同上 。试分别判别两者的流动状态。 • 解：当水温15℃时，查表得水的运动粘度ν=1.141×10-6m2 /s。 • （1）圆管中的流速为 • 圆管中水流的雷诺数为 • （2）明渠的水力半径为 1.911 / Q v m s A = = Re 167632 2000 vd = = ，水流为紊流 2 1 0.5 2 2 1 A R m = = = + Re 30701 300 vR = = ，水流为紊流
4.2流体运动的两种状态一一层流与紊流(1)>补充例题：某段自来水管，d-100mm，v=1.0m/s。水温10℃，试判断管中水流流态？（2）若要保持层流，最大流速是多少？，解：（1）水温为10℃时，水的运动粘度v=1.308×10-6（表1.4）vd1×0.1Re =1.308x10- = 76453>2000V即：圆管中水流处在紊流状态。(2)V.dRec:V1.308×10-6 ×2000vRe.=0.0262m/s = 2.62. cm/sVd0.1资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 4.2 流体运动的两种状态——层流与紊流 ➢ 补充例题：某段自来水管，d=100mm，v=1.0m/s。水温10℃，（1） 试判断管中水流流态？（2）若要保持层流，最大流速是多少？ • 解:（1）水温为10℃时，水的运动粘度ν=1.308×10-6（表1.4） • 即：圆管中水流处在紊流状态。 • （2） 76453 2000 1.308 10 vd 1 0.1 Re 6 = = = − 0.0262m/s 2.62 cm/s 0.1 1.308 10 2000 d Re v 6 c c = = = = − v d Re c c =