流體流動-第五次課層流時機械能損失

流體流動過程要解決的重要問題之一：流體流動的阻力管道內流體流動的阻力與能量損失本節(jié)核心內容：分析流阻因素、計算流阻1、流體阻力產生的原因流體粘性－－產生摩擦阻力的內因湍流應力－－產生摩擦阻力的外因一、流體流動阻力與范寧公式2、流體阻力的分類直管阻力損失（沿程阻力損失）

－流體流經直管產生的機械能損失局部阻力損失

－流體流經管件、閥門產生的機械能損失分類：按材料：鑄鐵管、鋼管、特殊鋼管、有色金屬、塑料管及橡膠管等；按加工方法：鋼管又有有縫與無縫之分；按顏色：有色金屬管又可分為紫銅管、黃銅管、鉛管及鋁管等。管子(pipe)作用：改變管道方向(彎頭);

連接支管(三通);改變管徑(變形管);堵塞管道(管堵)。螺旋接頭卡箍接頭彎頭三通變形管管件：管與管的連接部件。管件(pipefitting)截止閥(globevalve)閘閥(gatevalve)止逆閥(checkvalve):單向閥裝于管道中用以開關管路或調節(jié)流量。閥門

(Valve)3、阻力損失計算通式-范寧公式分析流體在直徑為d，長度為l的水平管內的水平受力圓直管中的范寧公式推導FF

u

p1Ｐ2ld121`2`對勻速運動，合力為零，即：

已知不可壓縮流體在水平等徑管內作穩(wěn)定流動時，柏努利方程為：

上式為流體在圓形直管流動時，阻力損失與摩擦應力之間的一般關系式。阻力損失與流速有關，將Wf表示為動能的函數(shù)，即：

范寧（Fanning)公式，λ為摩擦系數(shù)?；颍毫睿?、阻力能量損失的各種表示法－單位質量流體流動阻力能量損失，J/kg－單位重量流體流動阻力能量損失，

J/N=m，也稱阻力壓頭。

－單位體積流體流動阻力能量損失，J/m3=Pa，也稱為壓力降或壓力損失。1、管內任取一流體柱分析其受力二、層流時的阻力損失計算阻力：內摩擦力推動力：凈壓力合力為零，即：對水平等徑管：2、層流的流速分布與最大流速得：積分：層流流體在圓直管內的流速分布。當r=0時，作圖：流體在圓管內作穩(wěn)定層流流動時，管內（半徑區(qū)域內）各點的速度分布圖

推出：3、平均流速與最大流速的關系積分體積流量：平均流速：平均流速為：推出：由：流體在圓管內作層流流動時，管截面上的平均流速是最大流速的二分之一。平均流速與最大流速的關系哈根－泊謖葉公式4、層流阻力損失計算式或者：2、降低流體粘度可減少阻力損失。1、流體在圓管內作層流流動時，壓力降（阻力損失）與流過的距離及流速成正比、與管徑平方成反比。層流阻力損失計算式的物理意義得：5、層流時的摩擦系數(shù)計算式比較哈根－泊謖葉公式與范寧公式層流時，摩擦系數(shù)與流速反比。流體在圓直管中的流動阻力計算通式

—范寧（Fanning）公式本節(jié)要點層流時的流動阻力計算式

—哈根－泊謖葉公式本節(jié)要點層流時的摩擦系數(shù)計算公式層流的流速分布層流時的最大流速層流時平均流速與最大流速的關系例題.

某流體在水平串聯(lián)的兩直管1、2中穩(wěn)定流動，已知，，。今測得該流體流徑管道1與流徑管道2的壓力降均為0.64m液柱，試計算管道2的長度。解：

管