文档介绍:流体流动后面部分
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环工原理
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一、阻力损失产生的原因及影响因素
摩擦阻力:由黏性流体的内摩擦造成
形体阻力:由物体前后22年,星期五
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认为油箱面积足够大,取
(m)
,则
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六、圆管中湍流流动的速度分布和阻力损失
(P78)
通常遇到的Re范围内:
1/7次方定律
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分析方法(量纲分析法)
或
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穆迪(Moody)图:以 Re 和 / d 为参数,
在双对数坐标中标绘测定的摩擦系数 值
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Ⅰ层流(滞流)区(Re≤2000)
摩擦系数 与相对粗糙度无关,与 Re 数的关系符合解析结果
层流摩擦阻力与平均流速成正比
Ⅱ过渡区(2000<Re<4000)
由于过渡流常常是不稳定的,难于准确判定其流型,工程应用上从可靠的观点出发一般按湍流处理。
Ⅲ湍流区(Re>4000)
随 / d 增加而上升,随 Re 增加而下降。有一个转折点,超过此点后与 Re 无关。转折点以下(即图中虚线以下)粗糙管的曲线可用下式表示
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对光滑管,在 Re = 3000 ~ 100000 范围
Ⅳ完全湍流区(阻力平方区)
湍流区中虚线以上区域。该区 与 Re 无关而只随管壁粗糙度变化,对一定的管道而言, 即为常数。摩擦阻力正比于流体平均动能,因此称为阻力平方区。
柏拉修斯(Blasius)公式
对光滑管,在 更高Re 范围
柯尔本(Colburn)公式
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层流时,阻力损失主要由流体内摩擦引起,取决于流体的粘度和速度梯度。圆管内牛顿流体层流速度梯度在整个半径范围并不因管壁粗糙度的局部影响而发生明显改变,所以粗糙度对摩擦系数的值无影响。
u
>
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u
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湍流速度梯度仅存在于管壁附近。
阻力损失 = 黏性阻力 + 惯性阻力
Re 越大,层流内层越薄,更多的壁面粗糙物暴露于湍流主体中加剧旋涡运动和流体质点的碰撞,增加惯性阻力。
Re 增大到一定值以后,层流内层已经薄得使粗糙物几乎完全进入湍流主体成为流动阻力的控制性因素,而黏性阻力所占的比重可以忽略不计,从而进入所谓阻力平方区。
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【例】 输送空气(t=20℃)的旧钢管道,取管壁绝对粗糙度 lmm,管道长 400m,管径 250mm,管道两端的静压强差为 9806Pa,试求该管道通过的空气流量 为多少?
先看书上例题
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【解】 因为是等直径的管道,管道两端的静压强差就等于在该管道中的沿程损失。
t= 20℃的空气,密度 ,
运动粘度 15×10-6m2/s。
管道的相对粗糙度 ,
由莫迪图试取 ,故
(m/s)
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