文档介绍：管路水力计算
第1页，共65页，2022年，5月20日，17点3分，星期二
第三章 管路水力计算
层流和湍流
雷诺数
圆管中的层流运动
湍流运动
湍流粘性底层
阻力系数
局部阻力系数
管路水力计算
管路中的水击
第2月20日，17点3分，星期二
1、雷诺数与哪些因数有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？
雷诺数与流体的粘度、流速及流动边界形状有关。Re=惯性力/粘性力：
2、为什么用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与湍流的判别标准？
上临界雷诺数不稳定，而下临界雷诺数较稳定，只与流动的过流断面形状有关。
3、当管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数如何变化？
不变。Rec只取决于流动边界形状，即流体的过流断面形状。
雷诺数
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圆管中的层流运动
、层流流动特征
特点：
有序性。水流呈层状流动，各层的质点互不掺混，质点作有序的线性运动。
粘性占主要作用，遵循牛顿内摩擦定律，粘性抑制或约束质点作横向运动。
在流速较小且雷诺数Re较小时发生
水头损失与流速的一次方成正比
定义：流体质点互不掺混，作有条不紊的有序的线性运动。
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、圆管层流流速分布-1
定常流动，受力平衡
满足牛顿内摩擦定理：
则：
分离变量：
1、流速分布表达式
圆柱状微元
圆柱外表面
承受切应力
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、圆管层流流速分布-2
带入边界条件：y=R, u=0
则：
则：
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、圆管层流流速分布-3
2、轴心处的速度
3、流量
4、断面平均流速
5、动能修正系数
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、沿程阻力损失
由伯努利方程：Z1=Z2， v1=v2，得：
将 带入上式
则：
达西公式
沿程阻力损失与平均速度的一次方成正比，沿程阻力系数只与雷诺数有关。
沿程阻力系数：
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例：应用细管式粘度计测定油的粘度，已知细管直径d=6 mm，测量段长L=2 m 如图。实测油的流量Q=77 cm3 /s，水银压差计的读值hp=30 cm，油的密度ρ=900 kg/m3。试求油的运动粘性系数和动力粘性系数。
解：列细管测量段前、后断面伯诺里方程
假设为层流
由：
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动力粘性系数
运动粘性系数
校核流态
层流，假设成立
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西华大学
XIHUA UNIVERSITY
交通与汽车工程学院
思考题
习题3-2.
习题3-4.
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西华大学
XIHUA UNIVERSITY
交通与汽车工程学院
第六讲
汽车工程流体力学
课程名称
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第三章 管路水力计算
层流和湍流
雷诺数
圆管中的层流运动
湍流运动
湍流粘性底层
阻力系数
局部阻力系数
管路水力计算
管路中的水击
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湍流运动
．湍流的特征（或称紊流）
湍流定义：流体质点相互掺混，局部速度、压力等流动参数在时间和空间中发生不规则脉动的流体运动
无序性：
流体质点相互掺混，运动无序，运动要素具有随机性。
耗能性：
除了粘性耗能外，还有更主要的