上节内容回顾>流动阻力的影响因素（1）过流断面面积A湿周x（2）过流断面与固体边界相接触的周界长·水力半径R：过水断面的面积A与润湿周长的比值。R=A/x>流体运动与流动阻力的两种形式根据过流断面的变化情况将流体的运动及其所受的阻力分为两种形式。过水断面的形状、大小和方位沿流程都不改变，流线为平行的直线一均匀流动。对应着沿程阻力和沿程损失hf。均匀流动中，摩擦阻力沿程不变。。过水断面的形状、大小或方位沿流程发生了急剧的变化，流线不是平行的直线一非均匀流动。对应着局部阻力和局部损失h。总水头损失h =h, +Zh,资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 上节内容回顾 ➢流动阻力的影响因素 （1）过流断面面积A （2）过流断面与固体边界相接触的周界长——湿周χ •水力半径R：过水断面的面积A与润湿周长的比值。 R＝A/χ ➢ 流体运动与流动阻力的两种形式 • 根据过流断面的变化情况将流体的运动及其所受的阻力分为两种形 式。 • 过水断面的形状、大小和方位沿流程都不改变，流线为平行的直线 —均匀流动。对应着沿程阻力和沿程损失hf。均匀流动中，摩擦阻 力沿程不变。 • 过水断面的形状、大小或方位沿流程发生了急剧的变化，流线不是 平行的直线—非均匀流动。对应着局部阻力和局部损失hr。 = + r f 总水头损失 hl h h
上节内容回顾>雷诺实验：揭示了流体运动的两种状态一层流和紊流。层流：流体质点不相互混杂，流体作有序的成层流动。特点：黏性占主要作用，遵循牛顿内摩擦定律。·紊流：局部速度、压力等力学量在时间和空间中发生不规则脉动的流体运动。，特点：紊流受黏性和紊动的共同作用，牛顿内摩擦定律不再适用。>实验结论：逐渐增加管内流速，随着管内流速的增加，流态由层流变为紊流，对应的临界流速称为上临界流速，用表示。，逐渐减小管内流速，随着管内流速的减小，流态由紊流变为层流，对应的临界流速称为下临界流速，用v表示。·实验证明vc>Vc°资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 上节内容回顾 ➢ 雷诺实验：揭示了流体运动的两种状态—层流和紊流。 • 层流：流体质点不相互混杂，流体作有序的成层流动。 • 特点：黏性占主要作用，遵循牛顿内摩擦定律。 • 紊流：局部速度、压力等力学量在时间和空间中发生不规则脉 动的流体运动。 • 特点：紊流受黏性和紊动的共同作用，牛顿内摩擦定律不再适 用。 ➢ 实验结论： • 逐渐增加管内流速，随着管内流速的增加，流态由层流变为紊 流，对应的临界流速称为上临界流速，用v′c表示。 • 逐渐减小管内流速，随着管内流速的减小，流态由紊流变为层 流，对应的临界流速称为下临界流速，用vc表示。 • 实验证明v′c ＞vc
上节内容回顾当流速v>时，流体为紊流运动；当v<v.时流体为层流运动；当v<v<时流态不稳定，处于过渡阶段，可能是层流也可能是紊流。层流过渡紊流v'cVe流速10Re流动状态的判别标准一雷诺数VV下临界雷诺数，是流态的判别标准。>对几何形状相似的一切流体运动来说，其下临界雷诺数是相等的。圆管流：Re.=2000；非圆断面，用水力半径R=A/作为特征长度，临界雷诺数Re。=500。明渠流：Re.=300。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 上节内容回顾 • 当流速v＞v′c时，流体为紊流运动；当v＜vc时流体为层流运动 ；当vc＜ v＜ v′c时流态不稳定，处于过渡阶段，可能是层流也 可能是紊流。 ➢ 流动状态的判别标准—雷诺数 • 下临界雷诺数，是流态的判别标准。 ➢ 对几何形状相似的一切流体运动来说，其下临界雷诺数是相等 的。 • 圆管流 ：Rec ＝2000； • 非圆断面，用水力半径R＝A/χ作为特征长度，临界雷诺数Rec ＝500。 • 明渠流: Rec ＝300。 层流 紊流 流速 过渡 vc v′c Re c c v d =
上节内容回顾>不同流动状态的水头损失规律（水头损失与流速的关系）·v<v时，层流，h,与v成线性比例关系；h,=kiv·v>v时，紊流，h,与v的关系：h,=kzvm，m=-1.75～2.0，v达到一定值后，m-2保持不变一阻力平方区；资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 上节内容回顾 ➢ 不同流动状态的水头损失规律（水头损失与流速的关系） • v<vc时，层流，hf与v成线性比例关系；hf=k1v • v>v′c时，紊流，hf与v的关系：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；
4.2流体运动的两种状态一层流与紊流>例题4.2：温度15℃、运动粘度v=0.0114cm?/s的水，在直径d-20mm的管中流动，测得流速v=8cm/s。试判别水流的流动状态，如果要改变其运动状态，可采取哪些方法？·解：管中水流雷诺数为vd=1403.5<2000，水流为层流Re=V如果要改变流态，可采取如下方法：（1）增大流速。如采用Re=2000而水的粘性不变，则水的流速应为:Re。=11.4 cm/ sV=d（2）提高水温降低水的粘性。如采用Re.=2000而水的流速不变，则水的运动粘度为：vd= 0.008 cm2 / s/Re.：查表可得：水温=30℃、v=0.00804cm2/s;水温=35℃、v=0.00727cm2/s。由插值法，将水温提高到31℃可使水流变为紊流。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4.2：温度t=15℃、运动粘度ν=0.0114 cm2 /s的水，在直径d=20 mm的管中流动，测得流速v=8 cm/s。试判别水流的流动状态，如果 要改变其运动状态，可采取哪些方法？ • 解：管中水流雷诺数为 • 如果要改变流态，可采取如下方法： • （1）增大流速。如采用Rec=2000而水的粘性不变，则水的流速应为 ： • （2）提高水温降低水的粘性。如采用Rec=2000而水的流速不变，则 水的运动粘度为： • 查表可得：水温t=30℃、v=0.00804 cm2 /s;水温t=35℃、v=0.00727 cm2 /s。由插值法，将水温提高到31℃可使水流变为紊流。 Re 1403.5 2000 vd = = ，水流为层流 Re 11.4 / c v cm s d = = 2 0.008 / Rec vd = = cm s