第六节沿程阻力系数的变化规律（可编辑）

第六节沿程阻力系数的变化规律（可编辑） 第六节沿程阻力系数的变化规律 第 六节 沿程阻力系数的变化规律 第 六节 沿程阻力系数的变化规律? 的半经验公式 4.6.2 的半经验公式 4.6.2 1、紊流光滑区沿程摩阻系数 1、紊流光滑区沿程摩阻系数 尼古拉兹光 尼古拉兹光滑管公式 滑管公式 1 Re? 2 lg 2.5120:35:00 同济大学航空航天与力学学院 1第 六节 沿程阻力系数的变化规律 第 六节 沿程阻力系数的变化规律2、紊流粗糙区沿程摩阻系数 2、紊流粗糙区沿程摩阻系数 尼古拉兹粗 尼古拉兹粗糙管公式 糙管公式 1 3.7d2 lg ks 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 2第 六节 沿程阻力系数的变化规律 第 六节 沿程阻力系数的变化规律阻力区的判别 阻力区的判别 取决于雷诺数和相对粗糙度 取决于雷诺数和相对粗糙度 5 一般,当雷诺数大于 10 时,处于粗糙区 一般,当雷诺数大于 时,处于粗糙区20:35:00 同济大学航空航天与力学学 院 3第 六节 沿程阻力系数的变化规律 第 六节 沿程阻力系数的变化规律4.6.3 工业管道 4.6.3 工业管道 试验曲线 试验曲线 Moody 图 Moody 图 A:尼古拉兹实验曲线 B:2 英寸镀锌钢管 C:5 英寸新焊接钢管 在阻力光滑区,工业管道阻力系数的计算可采用尼古拉兹实验结果,其原因 为两者的粗糙高度均被粘性底层掩盖,对紊流核心无影响。 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 4第 六节 沿程阻力系数的变化规律 第 六节 沿程阻力系数的变化规律粗糙区,工业管道与尼古拉兹曲线均与横 坐标平行 当量粗糙度:用直径相同、均处在紊流粗糙区、值 当量粗糙度:用直径相同、均处在紊流粗糙区、 值 相同的人工管道的粗糙度 k , 作为工业管道的当量 相同的人工管道的粗糙度 , 作为工业管道的当量 s 粗糙度。 粗糙度。 反映粗糙中各种因素对沿 反映粗糙中各种因素对沿 程损失的综合影响 程损失的综合影响1 3.7d2 lg 通过工业管道紊流粗糙区实测的 通过工业管道紊流粗糙区实测的 k s 值,代入该式,反算出 值,代入该式,反算出 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 5第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 6第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失柯列勃洛克和怀特公式(1939): 1 k 2.51? k? s s?2 lg f Re,? 3.7dRed紊流综合公式 紊流综合公式 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 7第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失穆迪(Moody )图:根据柯列勃洛克怀特公式画 出 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 8第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失4.6.4.紊流沿程阻力系数的经验公式 (1)紊流光滑区 经验公式:布拉修斯公式 0.3164? 0.25 Re 5 5 该式仅适用于Re 10 该式仅适用于Re 10 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 9第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失(2)紊流粗糙区 经验公式:希弗林松公式 0.25 k0.11? d? 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 10第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失(3)舍维列夫公式 a 紊流过渡区: a 紊流过渡区: 0.3 0.0179 0.867? 管道流速v 1.2 m/s 时,? 1管道流速v 1.2 m/s 时,? 0.3 d v? b 紊流粗糙区: b 紊流粗糙区: 0.0210 管道流速v 1.2 m/s 时,? 管道流速v 1.2 m/s 时, 0.3 d 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 11第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失紊流过渡区和柯列勃洛克公式 (1)过渡区的比较(2) 柯列勃洛克公式k 1 k 2.51s s f Re,?2 lg? d 3.7d Re 紊流综合公式 紊流综合公式 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 12第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失谢才公式和谢才系数 2 l v h? 达西?威斯巴赫公式 f d 2g h h 2g f f 2 另外 另外 d4RJ vd l l8g vRJC RJv ??断面平均流速; ??断面平均流速; 谢才公式,适用于 谢才公式,适用于有压或无压均匀 ?? ?? 水力半径 水力半径 有压或无压均匀 R流的各阻力区 流的各阻力区 ??水力坡度 ??水力坡度 J ?? ?? 谢才系数 谢才系数 C 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 13第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失8g 谢才公式中 C? 0.5 m / s 1 1/ 6 C 的单位 C 的单位 曼宁经验公式 CR n n ?? ?? 粗糙系数;综合反映壁面对水流的阻滞作用 粗糙系数;综合反映壁 面对水流的阻滞作用 ??水力半径。 ??水力半径。 R 曼宁公式中,C 只与n 、R 有关,与Re 无关, 曼宁公式中,C 只与n 、R 有关,与Re 无关,用曼宁公式计算的C 值,谢才 公式在理论上仅 用曼宁公式计算的C 值,谢才公式在理论上仅适用于紊流粗糙区。 适用于紊流粗糙区。 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 14第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 1520:35:00 同济大学航空航天与力学学院 16第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失非圆管的沿程水头损失 非圆管的沿程水头损失 将非圆管折合成 将非圆管折合成 A圆管来计算 圆管来计算 水力半径 R? 当量直径为水力半 当量直径为水力半 当量直径de径的4 倍 径的4 倍 de4R 矩形断面的当量直径 方形断面的当量直径 2ab de4Rde4Ra a ?b 适用范围: (1)紊流;(2)断面与圆管不可差异太大 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 17第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失非圆管的沿程损失 2 2 l v l v hf d 2g 4R 2g 求求 k /d k /d 粗糙度 相对粗糙度 s s e 临界雷诺数仍然 临界雷诺数仍然 非圆管Re 近似取2300 近似取2300 vd v4R e Re20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 18第 六节 紊流的沿程水头损失 第 六节 紊流的沿程水头损失非圆形截面的形状和圆形的偏差越小 非圆形 截面的形状和圆形的偏差越小,, 采用当量直径的可靠性越大。 采用当量直径的 可靠性越大。 为避免计算时误差过大,长方形截面的长边最大不超过短边的8 为避免计算时误差过大,长方形截面的长边最大不超过短边的8 倍,圆环形截面的大直径至少要大于小直径3 倍。 倍,圆环形截面的大直径至少要大于小直径3 倍。 层流采用当量直径计算,误差较大 层流采用当量直径计算,误差较大 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 19第 七节 局部水头损失 第 七节 局部水头损失流体经过阀门、弯管、突扩和突缩等管件 局部地区均匀流 局部地区均匀流被破坏 被破坏 流体经过这些局部件时,由于通流截面、流动方向的急剧变化,引起速度场的 迅速改变, 2 v 增大流体间的摩擦、碰 h? j 撞以及形成旋涡等原因, 2g 从而产生局部损失 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 20第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失B 为随局部阻 B 为随局部阻 B 层流局部 碍形状而异 碍形状而异 阻力系数Re 的常数 的常数 层流局部损失也与平均流速 层流局部损失也与平均流速的一次方成正比 的一次方成正比 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 21第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失2 v h? j 2g 局部阻力的产生 渐变 渐变 突变 突变 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 22第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失局部阻力的产生 突变 渐变 突变 渐变 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 23第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失突变的局部阻碍:主流与边壁脱离,形成旋涡 区 突变的局部阻碍:主流与边壁脱离,形成旋涡区 渐变的局部阻碍:减速增压,形成旋涡区,受 渐变的局部阻碍:减速增压,形成旋涡区,受Re 影响较大 Re 影响较大 渐缩管内,流体减压增速,不出现漩涡区。仅当收缩 渐缩管内,流体减压增速,不出现漩涡区。仅当收缩角不是很小时,紧接收缩管后,有一不大的漩涡区 角不是很小时,紧接收缩管后,有一不大的漩涡区 弯管内有两个旋涡区 弯管内有两个旋涡区 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 24第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失局部阻碍损失分析:旋涡区损失;旋涡区附近,过流 局部阻碍损失分析:旋涡区损失;旋涡区附近,过流断面流速梯度加大,主流能量损失增加;加剧下游 断面流速梯度加大,主流能量损失增加;加剧下游范围紊流脉动,加大损失。 范围紊流脉动,加大损失。 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf : 总结:? f局部阻碍的形状沿程阻力损失和局部阻力损失均为紊流掺混作用引起 沿程阻力损失和局部阻力损失均为紊流掺混作用引起的惯性阻力和粘性阻 力造成的 的惯性阻力和粘性阻力造成的 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 25第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失变管径局部损失 变管径局部损失 (1)突然扩大 列1-1 和2-2 断面的能量方程 2 2 pv pv 1 1 1 2 2 2 z zh 1 2 j ?g 2g ?g 2g 忽略沿程水头损失 忽略沿程水头损失 边壁摩擦力忽略不计 边壁摩擦力忽略不计 列动量方程 p Ap A?gA ?zzQv? v? 1 2 2 2 2 1 2 2 2 1 1 zz AB断 面 近似符合静 AB断 面 近似符合静 1 2 G cosgA l?gA zz 2 2 1 2 l 压强分布规律 压强分布规律 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 26第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失Qv A 2 2 p p 1 2 zz?Q? v? v 1 2 2 2 1 1 ?g ?g 2 2vv v 1 1 2 2 2 h v? v j 2 2 1 1 2g 2g g1, 1 而 而 1 2 2 1 2 v ?v 突扩的水头损失等于以平均流速差计 1 2 突扩的水头损失等于以平均流速差计 hm算的流速水头:包达公式 算的流速水头:包达公式 2g 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 27第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失2 2 2? A v v A 1 1 1 1 vv? h1 2 1 j 1? A A 2g 2g 222 2 2 A? A v v 2 2 2 2 vv? 1 2 h1 j 2? A 1 A 2g 2g1突扩的阻力系数为: 突扩的阻力系数为: 2 2? A? A 2 11? 12? 1? A A1? 2注意: ζ ?v ; ζ ?v 1 1 2 2 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 28第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失2? A A 1 21? 1 时 当0 时 当 1? A A21 出口阻力系数 出口阻力系数 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 29第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失(二)突然缩小? A 20.5 1 A 1? ζ?v 2 特例: ζ0.5?? 管道的入口损失系数 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 30第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失(三)渐扩管 2 A r 2 2 n? 扩大面积比 2 扩大面积比 A r 1 1扩散角 扩散角 l d 长径比 长径比 扩大前管道的沿程阻力系数 r 扩大前管道的沿程阻力系数 1 21 v? 1 h1摩擦损失? 摩擦损失 f 2n 2g? 8sin 2 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 31第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失o? 20 时 ,Ksin时 扩大损失 扩大损失 2 2 1 v? 1 hK 1 ex n 2g? 渐扩管的阻力系数 渐扩管的阻力系数 21 1 h ?h1? K 1? d f ex 2n n8sin 2? 8 ~ 10最好不超过 最好不超过 存在极值 存在极值 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 32第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失(四)渐缩管 α?? 收缩角 nA /A ?? 收缩面积比 2 1 ζ?? 公式、图 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ? v 2 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 33第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失(五)弯管 二次流?螺旋运动 影响长度??50 倍管径 减小弯管转角 θ、增大R/d或设置导流 叶片,减小二次流 20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 34第 八节 管道流动的局部损失 第 八节 管道流动的局部损失20:35:00 同济大学航空航天与力学学院 35