水力学课件SHL6.ppt

文档介绍：流动阻力和能量损失
第六章
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流动阻力和能量损失
流动阻力和能量损失分类
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雷诺实验及流态判别
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均匀流动方程式
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圆管中的层流运动
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流体的紊流运动
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紊流沿程阻力损失计算
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局部阻力损失计算
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流动阻力和能量损失
实际流体由于粘性的存在运动比理想流体复杂,流体的速度分布不同,相邻两层流体间、流体与边界间除压强外还有相互作用的切向力,低速层对高速层的切向力显示为阻力。阻力做功将部分机械能转化为热能而散失,形成能量损失。
单位重量液体的机械能损失称为水头损失
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流动阻力和能量损失
本章主要研究流体恒定流动时阻力和机械能损失的规律,它是流体力学中的一个基本问题,从雷诺实验出发介绍流动的两种不同形态——层流和紊流。然后着重对两种流体的内部机理进行分析,并在此基础上引出流体在管道和明渠内流动时水头损失的计算。
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流动阻力和能量损失
一、沿程阻力和沿程水头损失
当限制流动的固体边界,使流体作均匀流动时,流体阻力中只有沿程不变的切向力,称为沿程阻力。
由于沿程阻力做功而引起的水头损失则称为沿程水头损失。
沿程阻力的特征:沿流体流动长度均匀分布,因而沿程损失的大小与流程的长短成正比。
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流动阻力和能量损失
能量方程得出均匀流的沿程水头损失为

用于克服阻力所消耗的能量由势能提供,从而总水头线坡度J沿程不变,总水头线是条直线。
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流动阻力和能量损失
流体因固体边界急剧改变而引起速度分布的变化,从而产生的阻力称为局部阻力。
局部阻力做功而引起的水头损失称为局部水头损失一般发生在流体过流断面突变、流线急剧弯曲、转折或流体前进方向上有明显的局部障碍处。
二、局部阻力和局部水头损失
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流动阻力和能量损失
管路或明渠中的流体阻力都是由几段等直径圆管或几段形状相同的等截面渠道引起的沿程损失和以各种形式急剧改变流动外形的局部阻力所形成。因此流段两截面间的水头损失可以表示为两截面间的所有沿程损失和所有局部损失的总和,即
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§ 雷诺实验及流态判别
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