本節(jié)的目的導出阻力與影響因素之間的關(guān)系式,即阻力計算

1、本節(jié)的目的：本節(jié)的目的：導出阻力與影響因素之間的關(guān)系式，導出阻力與影響因素之間的關(guān)系式， 即阻力計算式。即阻力計算式。 雷諾實驗雷諾實驗 雷諾準數(shù)雷諾準數(shù) 滯流底層滯流底層1-3-3 滯流與湍流滯流與湍流影響阻力大小的因素：影響阻力大小的因素：1 流體本身的特性流體本身的特性2 流體的流動狀況流體的流動狀況3 管壁的狀況管壁的狀況第三節(jié)第三節(jié) 流體在管內(nèi)的流動阻力流體在管內(nèi)的流動阻力1-3-2 流動類型與雷諾準數(shù)流動類型與雷諾準數(shù)因次的概念因次的概念二二三三區(qū)別區(qū)別1-3-4 邊界層的概念邊界層的概念(了解了解) 邊界層的形成邊界層的形成 邊界層的發(fā)展邊界層的發(fā)展 邊界層的分離邊界層的分離二二

2、三三下一節(jié)下一節(jié)1-3-1 牛頓粘性定律與流體的粘度牛頓粘性定律與流體的粘度 一、牛頓粘性定律一、牛頓粘性定律二、流體的粘度二、流體的粘度三、理想流體與實際流體理想流體與實際流體Re= du1-3-5 流體在管內(nèi)的流動阻力流體在管內(nèi)的流動阻力)()(局部直管fffhhh一、流體在直管中的流動阻力一、流體在直管中的流動阻力1. 計算圓形直管阻力的通式計算圓形直管阻力的通式1阻力計算通式阻力計算通式2 的確定的確定流動狀況與流動狀況與管壁的影響管壁的影響28u 22udlhf 范寧公式范寧公式流體作勻速定態(tài)流動流體作勻速定態(tài)流動管徑相同管徑相同推動力推動力=阻力阻力理論分析：理論分析：推動力推動力

3、=阻力阻力=試驗尋找試驗尋找hf與宏觀參數(shù)間的與宏觀參數(shù)間的關(guān)系：關(guān)系： hf=(d , l ,，u u)試驗得：試驗得：22uhf dluhf422dlu28 無因次數(shù)群，令無因次數(shù)群，令28u 22udlhf 阻力計算通式阻力計算通式返回返回返回返回牛頓粘性定律牛頓粘性定律u1-3-1 牛頓粘性定律與流體的粘度牛頓粘性定律與流體的粘度 一、牛頓粘性定律一、牛頓粘性定律內(nèi)摩擦力：內(nèi)摩擦力：剪應力：剪應力：1. .定義式：定義式：2.2.物理意義：速度梯度等于物理意義：速度梯度等于1 1時，單位面積上所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。時，單位面積上所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。3.3.影響因素影響因素: : 溫度、壓力。

4、查曲線圖確定溫度、壓力。查曲線圖確定4.4.單位：單位：SISI制制 Pa Pa s ; s ; 物理單位制物理單位制:cp(:cp(厘泊厘泊) P() P(泊泊) ) 1 1Pa Pa s=1000cps=1000cp5.5.運動粘度運動粘度: : 單位單位: : m m2 2/s/s返回返回 理想流體理想流體： =0實際流體：實際流體： 牛頓型流體牛頓型流體 非牛頓型流體非牛頓型流體 返回返回ndyduK)(0 1.定義：物理量的同種單位叫因次。定義：物理量的同種單位叫因次。2.基本因次：長度基本因次：長度L、質(zhì)量、質(zhì)量M、時間、時間 、力、力F、溫度、溫度T 如：速度因次為如：速度因次為

5、3.因次一致性：物理量方程兩側(cè)各項的因次都必須相同。因次一致性：物理量方程兩側(cè)各項的因次都必須相同。例如：等加速運動方程例如：等加速運動方程因次式：因次式：要求會寫要求會寫 d、 、 、u 的因次。的因次。1 L2021 aul221 LLL返回返回流動狀況流動狀況雷諾實驗裝置雷諾實驗裝置1-小瓶；小瓶；2-細管；細管；3-水箱；水箱；4-水平玻璃管；水平玻璃管；5-閥門；閥門；6-溢流裝置溢流裝置層流（滯流）層流（滯流） 過渡流過渡流 湍流（紊流）湍流（紊流）雷諾準數(shù)雷諾準數(shù)Re= du i點的速度點的速度 ui真實速度真實速度 時均速度時均速度iu點速度分布規(guī)律點速度分布規(guī)律返回返回管截面平均速度管截面平均速度 查查 與與 Re、Remax的關(guān)系圖的關(guān)系圖max21uu maxuu剪應力剪應力dydu dydue)( 2000 4000流速增加，管內(nèi)流速增加，管內(nèi)流動狀況的表現(xiàn)流動狀況的表現(xiàn)返回滯流底層滯流底層返回返回返回返回 邊界層邊界層的形成的形成 邊界邊界層的發(fā)展層的發(fā)展二二位置位置 流通截面積流通截面積 22u pA點點 0 停滯點停滯點 A點往上點往上 加速減壓加速減壓B點點 最小最小 最大最大 最小最小過了過了B點點 減速加壓減速加壓C點壁面附