液壓流體力學(xué)流體在管路中流動(dòng)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1液壓流體力學(xué)液壓流體力學(xué)(li t l xu)流體在管路中流流體在管路中流動(dòng)動(dòng)第一頁(yè)，共32頁(yè)。 概述 7.1 管路(un l)中流體流動(dòng)的兩種狀態(tài) 7.2 能量損失的兩種形式 7.3 圓管中的層流流動(dòng) 7.4 圓管中的湍流流動(dòng) 7.7 管中流動(dòng)沿程阻力系數(shù)的確定 7.8 局部阻力系數(shù)的確定 7.9 管路(un l)計(jì)算第1頁(yè)/共32頁(yè)第二頁(yè)，共32頁(yè)。第2頁(yè)/共32頁(yè)第三頁(yè)，共32頁(yè)。第3頁(yè)/共32頁(yè)第四頁(yè)，共32頁(yè)。第4頁(yè)/共32頁(yè)第五頁(yè)，共32頁(yè)。第5頁(yè)/共32頁(yè)第六頁(yè)，共32頁(yè)。Revdmfhkv第6頁(yè)/共32頁(yè)第七頁(yè)，共32頁(yè)。gvdLh222221vdLppp第7頁(yè)/共32

2、頁(yè)第八頁(yè)，共32頁(yè)。產(chǎn)生的阻力稱為局部阻力。流體為克服局部阻力而消耗的機(jī)械能稱為局部能量損失，單位重量流體的局部能量損失稱為局部能頭損失，以h表示gvh2222vp第8頁(yè)/共32頁(yè)第九頁(yè)，共32頁(yè)。hhhf第9頁(yè)/共32頁(yè)第十頁(yè)，共32頁(yè)。第10頁(yè)/共32頁(yè)第十一頁(yè)，共32頁(yè)。整理得根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，有 推得：或二、速度(sd)分布對(duì)上式積分02)(212rLpprrppL)(2121drdurppLdrdu)(2121121()22dupp rdrLprL crLpu24第11頁(yè)/共32頁(yè)第十二頁(yè)，共32頁(yè)。24RLpc)(422rRLpu2max4RLpu第12頁(yè)/共32頁(yè)第十三頁(yè)，共3

3、2頁(yè)。rdruudAdqv2pLRrdrrRLprdrudqqRRvv82)(4240220第13頁(yè)/共32頁(yè)第十四頁(yè)，共32頁(yè)。2max182vqpRvuAL282)(4232032233RLRprdrrRLpAvdAuRA33. 13482)(4222022222RLRprdrrRLpAvdAuRA第14頁(yè)/共32頁(yè)第十五頁(yè)，共32頁(yè)。drdurLprRLpdrd2)(422RLp20Rr0第15頁(yè)/共32頁(yè)第十六頁(yè)，共32頁(yè)。六、沿程能量損失流體在圓管內(nèi)作層流(cn li)流動(dòng)時(shí)的沿程能量損失將 代入上式得式中 = 64Re，為圓管層流(cn li)的沿程能量損失系數(shù)。為克服沿程阻力而消

4、耗的功率為gpgpph2128RLvpgvdLgvdLvdgRLvh2264822242128dLqpqqghPvvv第16頁(yè)/共32頁(yè)第十七頁(yè)，共32頁(yè)。 uuu000001111()1TTTTTuudtu u dtudtu dtTTTTuu dtT 第17頁(yè)/共32頁(yè)第十八頁(yè)，共32頁(yè)。TpdtTp01第18頁(yè)/共32頁(yè)第十九頁(yè)，共32頁(yè)。第19頁(yè)/共32頁(yè)第二十頁(yè)，共32頁(yè)。粘性底層區(qū)即22dyduLdydudydudydu第20頁(yè)/共32頁(yè)第二十一頁(yè)，共32頁(yè)。yu022dyduL)1 (00RrRrRrkyL122201)1 (dyduRrykRrcykuln10yRkuuuln1*

5、max第21頁(yè)/共32頁(yè)第二十二頁(yè)，共32頁(yè)。一、尼古拉茲試驗(yàn)?zāi)峁爬潱∟ikuras）進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)(shyn)，得出了與雷諾數(shù)Re及管壁的相對(duì)粗糙度/d之間的關(guān)系曲線：7.7 管中流動(dòng)(lidng)沿程阻力系數(shù)的確定第22頁(yè)/共32頁(yè)第二十三頁(yè)，共32頁(yè)。1層流區(qū)（I）雷諾數(shù)的范圍(fnwi)為 Rec 2320。2臨界區(qū)（II）雷諾數(shù)的范圍(fnwi)為2320 Re4000 。3光滑管湍流區(qū)（III）雷諾數(shù)的范圍(fnwi)為 eR643/10025. 0eR7/898.264000dRe5104000eR25. 03164. 0eR6510310eR237. 0221. 00032

6、. 0eR4000eR8 . 0)lg(21eR第23頁(yè)/共32頁(yè)第二十四頁(yè)，共32頁(yè)。4光滑管至粗糙管過(guò)渡(gud)區(qū)（IV）雷諾數(shù)的范圍為5粗糙管湍流區(qū)（V）雷諾數(shù)的范圍85. 07/82416098.26dRde)51. 27 . 3lg(21eRd25. 0)68(11. 0eRd85. 024160dRe22lg274. 11d第24頁(yè)/共32頁(yè)第二十五頁(yè)，共32頁(yè)。二、莫迪圖（Moody）第25頁(yè)/共32頁(yè)第二十六頁(yè)，共32頁(yè)。管道等；（3）由于流動(dòng)的速度大小和方向均發(fā)生變化而引起的局部能量損失。例如各種閥門(mén)（平板閥、球形閥、錐閥、滑閥等）。第26頁(yè)/共32頁(yè)第二十七頁(yè)，共32頁(yè)。

7、一、斷面突然擴(kuò)大的局部阻力系數(shù)如圖713所示的斷面突然擴(kuò)大管道(gundo)，取11、22兩緩變過(guò)流斷面，并以管軸線所在斷面為基準(zhǔn)面，列寫(xiě)伯努利方程軸線方向的動(dòng)量方程式 fhgvgpzgvgpz222222221111gvvgpph2222121)()(12122211vvqAApApApv)()()(122212221vvvAvvqAppv)()(12221vvvpp第27頁(yè)/共32頁(yè)第二十八頁(yè)，共32頁(yè)。得：對(duì)應(yīng)于突然擴(kuò)大(kud)前管道速度水頭的局部阻力系數(shù) 對(duì)應(yīng)于突然擴(kuò)大(kud)后管道速度水頭的局部阻力系數(shù) 2122221111222222221()2122122vvhgAvvAgg

8、AvvAgg22111AA21221AA第28頁(yè)/共32頁(yè)第二十九頁(yè)，共32頁(yè)。第29頁(yè)/共32頁(yè)第三十頁(yè)，共32頁(yè)。321vvvqqqhhhf321vvvvqqqq) 3 , 2 , 1(22321igvdLhhhiiii第30頁(yè)/共32頁(yè)第三十一頁(yè)，共32頁(yè)。v本章小結(jié)本章小結(jié)v幾個(gè)基本概念：層流、湍流、上下臨界流速幾個(gè)基本概念：層流、湍流、上下臨界流速(li s)、水力半徑、雷諾數(shù)、能頭損失、沿程阻力、水力半徑、雷諾數(shù)、能頭損失、沿程阻力、局部阻力、時(shí)均速度、水力光滑管、水力粗糙管局部阻力、時(shí)均速度、水力光滑管、水力粗糙管、水力光滑流動(dòng)、水力粗糙流動(dòng)、水力長(zhǎng)管、水、水力光滑流動(dòng)、水力粗糙流動(dòng)、水力長(zhǎng)管、水力短管力短管v重點(diǎn)：雷諾試驗(yàn)、能量損失計(jì)算、圓管層流流