流體力學(xué)基礎(chǔ)知識課件

1流體力學(xué)基本知識

物質(zhì)在自然界中通常按其存在狀態(tài)的不同分為固體(固相)、液體(液相)和氣體(氣相)。

液體和氣體因具有較大的流動性，被統(tǒng)稱為流體，它們具有和固體截然不同的力學(xué)性質(zhì)。研究流體處于靜止?fàn)顟B(tài)與運(yùn)動狀態(tài)的力學(xué)規(guī)律及其實際應(yīng)用的科學(xué)稱為流體力學(xué)，它是力學(xué)的一個分支。

1．1流體的主要力學(xué)性質(zhì)

流體中由于各質(zhì)點之間的內(nèi)聚力極小，不能承受拉力，靜止流體也不能承受剪切力。正因為如此，所以流體具有較大的流動性，且不能形成固定的形狀。但流體在密閉狀態(tài)下卻能承受較大的壓力。充分認(rèn)識以上所說流體的基本特征，深刻研究流體處于靜止或運(yùn)動狀態(tài)的力學(xué)規(guī)律，才能很好地把水、空氣或其它流體按人們的意愿進(jìn)行輸送和利用，為人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)服務(wù)。

下面介紹一下流體主要的力學(xué)性質(zhì)。

1．1．1流體的慣性

流體和其它固體物質(zhì)一樣都具有慣性，即物體維持其原有運(yùn)動狀態(tài)的特性。物質(zhì)慣性的大小是用質(zhì)量來度量的，質(zhì)量大的物體，其慣性也大。對于均質(zhì)流體，單位體積的質(zhì)量，稱為流體的密度，即：

ρ=m/V(1-1)

式中ρ一流體的密度，kg／m3；

m一流體的質(zhì)量，kg；

V一流體的體積，m3。

對于均質(zhì)流體，單位體積的流體所受的重力稱為流體的重力密度，簡稱重度，即：

γ=G/V(1-2)

式中γ一流體的重度，N／m3；

G一一流體所受的重力，N；

V一流體的體積，m3。

由牛頓第二定律得：G=mg。因此，

γ=G/V=mg/V=ρg(1·3)

式中g(shù)一一重力加速度，g=9．807m／s2。

流體的密度和重度隨其溫度和所受壓力的變化而變化。也就是說同一流體的密度和重度不是一個固定值。但在實際工程中，液體的密度和重度隨溫度和壓力的變化而變化的數(shù)值不大，可視為一固定值；而氣體的密度和重度隨溫度和壓力的變化而變化的數(shù)值較大，設(shè)計計算中通常不能視為一固定值。常用流體的密度和重度如下：

水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為4°C時密度和重度分別為：

ρ=1000kg／m3，γ=9.807kN／m3

水銀在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為0℃時其密度和重度是水的13.6倍。

干空氣在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為20°C時密度和重度分別為：

ρ=1.2kg／m3，γ=11.82N／m31．1．2流體的粘滯性

流體在運(yùn)動時，由于內(nèi)摩擦力的作用，使流體具有抵抗相對變形(運(yùn)動)的性質(zhì)，稱為流體的粘滯性。流體的粘滯性可通過流體在管道中流動情況來加以說明。

用流速儀可測得流體管道中某一斷面的流速分布，如圖1．1所示。流體沿管道直徑方向分成很多流層，各層的流速不同，管軸心的流速最大，向著管壁的方向逐漸減小，直至管壁處的流速最小，幾乎為零，流速按某種曲線規(guī)律連續(xù)變化。流速之所以有此分布規(guī)律，正是由于相鄰兩流層的接觸面上產(chǎn)生了阻礙流層相對運(yùn)動的內(nèi)摩擦力，或稱粘滯力，這是流體的粘滯性顯示出來的結(jié)果。

圖l-l管道中斷面流速分布

流體在運(yùn)動過程中，必須克服內(nèi)摩擦阻力，因而要不斷消耗運(yùn)動流體所具有的能量，所以流體的粘滯性對流體的運(yùn)動有很大的影響。在水力計算中，必須考慮粘滯力的重要影響。對于靜止流體，由于各流層間沒有相對運(yùn)動，粘滯性不顯示。

流體粘滯性的大小，通常用動力粘滯性系數(shù)μ和運(yùn)動粘滯性系數(shù)v來反映，它們是與流體種類有關(guān)的系數(shù)，粘滯性大的流體，μ和的值也大，它們之間存在一定的比例關(guān)系。同時，流體的粘滯性還與流體的溫度和所受壓力有關(guān)，受溫度影響大，受壓力影響小。實驗證明，水的粘滯性隨溫度的增高而減小，而空氣的粘滯性卻隨溫度的增高而增大(參見表1．1、表1．2)。

內(nèi)摩擦力的大小可用下式表示:

T=μAdu/dy(1．4)

式中T一一流體的內(nèi)摩擦力；

μ——流體的動力粘性系數(shù)；

A——層與層的接觸面積；

du/dy——流體的速度梯度。

流體的動力粘性系數(shù)與運(yùn)動粘性系數(shù)有如下關(guān)系：

μ=ρ(1．5)

μ——流體的運(yùn)動粘性系數(shù)；

ρ——流體的密度。1．1．3流體的壓縮性和熱脹性

流體的壓強(qiáng)增大，體積縮小，密度增大的性質(zhì)，稱為流體的壓縮性。流體溫度升高，體積增大,密度減小的性質(zhì)，稱為流體的熱脹性。

液體的壓縮性和熱脹性都很小。例如，水從1個大氣壓增加到100個大氣壓時，每增加1個大氣壓，水的體積只縮小0.5／10000；在10～20℃的范圍內(nèi)，溫度每增加1℃，水的體積只增加1.5／10000；在90～100℃的范圍內(nèi)，溫度每增加1℃，水的體積也只增加7／10000。因此在很多工程技術(shù)領(lǐng)域中，可以把液體的壓縮性和熱脹性忽略不計。但在研究有壓管路中水擊現(xiàn)象和熱水供熱系統(tǒng)時，就要分別考慮水的壓縮性和熱脹性。

氣體與液體有很大不同，其具有顯著的壓縮性和熱脹性。但在采暖與通風(fēng)工程中，氣體大多流速較低(遠(yuǎn)小于音速)，壓強(qiáng)與溫度變化不大，密度變化也很小，因而也可以把氣體看成是不可壓縮的。

液體的壓縮性和熱脹性可用如下兩式表示：

(1·6)

式中β一一壓縮系數(shù)，m2／N。

(1．7)

式中α——流體的熱脹系數(shù)，T-1。氣體和液體具有顯著不同的壓縮性和熱脹性。溫度和壓強(qiáng)的變化對氣體的容重的影響很大。在溫度不過低，壓強(qiáng)不過高時，氣體密度、壓強(qiáng)和溫度三者之間的關(guān)系，有下列氣體狀態(tài)方程式。

p=ρRT(1．8)

式中p一氣體的絕對壓強(qiáng)，N／m2；

T一氣體的熱力學(xué)溫度，K；

ρ一氣體的密度，kg／m3；

R一氣體常數(shù)，J／(kg·K)；對于理想氣體有R=8314/n,n為氣體的摩爾質(zhì)量。

1．1．4流體的表面張力

由于流體分子之間的吸引力，在流體的表面上能夠承受極其微小的張力，這種張力稱表面張力。表面張力不僅在液體表面上，在液體與固體的接觸周界面上也有張力。由于表面張力的作用，如果把兩端開口的玻璃管豎在液體中，液體會在細(xì)管中上升或下降一定高度，這種現(xiàn)象稱作毛細(xì)現(xiàn)象。表面張力的大小可用表面張力系數(shù)σ表示，單位是N／m。由于重力和表面張力產(chǎn)生的附加鉛直分力相平衡，所以有下式：

兀r2hγ=2兀rσcosa

故有：

(1.9)

式中γ一液體的容重；

r一玻璃管內(nèi)徑；

σ一液體的表面張力系數(shù)。

如果把玻璃管垂直豎立在水中，則有下式：

h=15/r(1．10)1．2流體靜力學(xué)的基本概念

流體處于靜止(平衡)狀態(tài)時，因其不顯示粘滯性，所以流體靜力學(xué)的中心問題是研究流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律。

1．2．1流體靜壓強(qiáng)及其特性

在一容器的靜止水中，取出小水體?作為隔離體來進(jìn)行研究，如圖1．2所示。為保持其靜止(平衡)狀態(tài)，周圍水體對隔離體有壓力作用。設(shè)作用于隔離體表面某一微小面積△w上的總壓力是△P，則△w叫面積上的平均壓強(qiáng)為:

P=P/△w(1.11)

當(dāng)所取的面積無限縮小為一點時，即△w——0，則平均壓強(qiáng)的極限值為：

(1.12)

流體靜壓強(qiáng)具有兩個基本特性：

(1)靜壓強(qiáng)的方向指向受壓面，并與受壓面垂直；

(2)流體內(nèi)任一點的靜壓強(qiáng)在各個方向面上的值均相等。圖1．2流體的靜壓強(qiáng)1．2．2流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律

在靜止液體中任取一垂直小圓柱作為隔離體，研究其底面點的靜壓強(qiáng)，如圖1．3所示。已知圓柱體高度為h，端面面積為△w，圓柱體頂面與自由面重合，所受壓強(qiáng)為p0。在圓柱體側(cè)面上的靜水壓力，方向與軸向垂直(水平方向，圖中未繪出)，而且是對稱的，故相互平衡。則圓柱體軸向的作用力有：

(1)上表面壓力P0=p?！鱳，方向垂直向下；

(2)下底面靜壓力P=p△w，方向垂直向上；

(3)圓柱體的重力G=γh△w，方向垂直向下。

根據(jù)圓柱體靜止?fàn)顟B(tài)的平衡條件，令方向向上為正，向下為負(fù)，則可得圓柱體軸向的力的平衡方程，即

p△w—γh△w—p?！鱳=0

整理得：

P=p。+γh(113)

式中p——靜止流體中任一點的壓強(qiáng)，N／m2；

p。——液體表面壓強(qiáng)，N／m2；

γ一一液體的重度，N／m3；

h一一所研究的點在液面下的深度，m。

式(1．13)是靜水壓強(qiáng)基本方程式，又稱為靜力學(xué)基本方程式。式中γ和p。都是常數(shù)。

方程表達(dá)了只有重力作用時流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律。如圖1．4所示。圖1．3靜止液體中的小圓柱體圖1．4流體靜壓強(qiáng)分布圖(1)靜止液體內(nèi)任意一點的壓強(qiáng)等于液面壓強(qiáng)加上液體重度與深度乘積之和。

(2)在靜止液體內(nèi)，壓強(qiáng)隨深度按直線規(guī)律變化。

(3)在靜止液體內(nèi)同一深度的點壓強(qiáng)相等，構(gòu)成一個水平的等壓面。

(4)液面壓強(qiáng)可等值地在靜止液體內(nèi)傳遞。水壓機(jī)等一些液壓傳動裝置就是根據(jù)這一原理制成的。

靜水壓強(qiáng)的基本方程式(1．13)還可表示成另一種形式，見圖1．5，設(shè)水箱水面的壓強(qiáng)為p。，在箱內(nèi)的液體中任取兩點，在箱底以下任取一基準(zhǔn)面0--0，箱內(nèi)液面到基準(zhǔn)面的高度為z。，1點和2點到基準(zhǔn)面的高度分別為z1和z2，根據(jù)靜水壓強(qiáng)基本公式，可列出l點和2點的壓強(qiáng)表達(dá)式：

P1=p0+γ(z0-z1)

P2=p0+γ(z0-z2)

將上等式的兩邊除以液體重度γ并整理得：

Z1+p1/γ=z0+p0/γ

Z2+p2/γ=z0+p0/γ

進(jìn)而得：

Z1+p1/γ=Z2+p2/γ=z0+p0/γ

由于1點和2點是在箱內(nèi)液體中任取的，故可推廣到整個液體中得到具有普遍意義的規(guī)

律，即：

z+p/γ=c(常數(shù))(1．14)

這就是靜水壓強(qiáng)基本方程式的另一種表達(dá)形式。該方程式表明在同一種靜止液體中，任一點的z+p/γ總是一個常數(shù)，常數(shù)的值與基準(zhǔn)面的位置選擇及液面壓強(qiáng)值有關(guān)。

如圖1．6所示，z為任一點的位置相對于基準(zhǔn)面的高度，稱為位置水頭；p/γ是在該點壓強(qiáng)作用下液體沿測壓管所能上升的高度，稱為壓強(qiáng)水頭；兩水頭相加z+p/γ稱為測壓管水頭。而z+p/γ=C表示在同一容器內(nèi)的靜止液體中，所有各點的測壓管水頭均相等。

對于靜止氣體的壓強(qiáng)計算，由于氣體的重度很小，在高度差不大的情況下可將方程中的γh項忽略不計，認(rèn)為p=po。也就是說在密閉容器中，可以認(rèn)為容器內(nèi)各點的氣體壓強(qiáng)是相等的。圖1．5靜水壓強(qiáng)基本方程的另一形式圖1．6測壓管水頭

1．2．3工程計算中壓強(qiáng)的表示方法和度量單位

1．2．3．1表示方法

(1)絕對壓強(qiáng)以絕對真空為零點計算的壓強(qiáng)稱為絕對壓強(qiáng)，用pj表示。

(2)相對壓強(qiáng)以大氣壓強(qiáng)pa為零點計算的壓強(qiáng)稱為相對壓強(qiáng)，用p表示。

在實際工程中，通常采用相對壓強(qiáng)。相對壓強(qiáng)與絕對壓強(qiáng)的關(guān)系為：

p=pj一pa=-p(1．15)

相對壓強(qiáng)可能是正值，也可能是負(fù)值。當(dāng)絕對壓強(qiáng)大于大氣壓強(qiáng)時，相對壓強(qiáng)的正值稱正壓，可用壓力表測出，也稱表壓；當(dāng)絕對壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)時，則相對壓強(qiáng)為負(fù)值稱為負(fù)壓，這時該流體處于真空狀態(tài)，通常用真空度pk(或真空壓強(qiáng))來表示流體的真空程度。即：

pk=pa—pj=-p(1—16)

真空度是指某點的絕對壓強(qiáng)不足一個大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，可用真空表測出。

某點的真空度愈大，說明它的絕對壓強(qiáng)愈小。真空度的最大值為pk=p。=98kN／m2，即絕對壓強(qiáng)為零，處于完全真空狀態(tài)；真空度的最小值為零時，pk=O，即在一個大氣壓強(qiáng)下，真空度在pk=O～98kN／m2的范圍內(nèi)變動。1．2．3．2壓強(qiáng)的度量單位

壓強(qiáng)的度量單位通常有三種：

(1)用單位面積的壓力來表示，單位是N／m2(帕，Pa)或kN／m2(千帕，kPa)；

(2)用工程大氣壓來表示，單位是工程大氣壓，1工程大氣壓=98．07kPa，在工程單位制中，1工程大氣壓=1kgf／cm2(千克力／厘米2)；

(3)用液柱高度來表示，單位是mH2O(米水柱)、mmHg(毫米汞柱)。

將壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換為某種液柱高度的計算公式為：

h=p/γ(1．17)

當(dāng)水的重度γ=9．807kN／m3，汞的重度為133.38kN／m3時，則1個工程大氣壓相應(yīng)的水柱和汞柱高為：

h=pa/γ=98.07kN／m2/9．807kN／m3=10mH2O

hHg=pa/γHg=98.07kN／m2/133.38kN／m3=735.6mmHg

三種壓強(qiáng)單位的關(guān)系是：

1個工程大氣壓≈10mH2O≈735.6mmHg≈98kN／m2≈9800Pa

1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101.325kPa=760mmHg【例題l·1】如圖1.7所示，一密閉水箱，箱內(nèi)流體表面的絕對壓強(qiáng)p。=78.4kN／m2,箱外的大氣壓強(qiáng)pa=98kN／m2，求水深1．5m處A點的絕對壓強(qiáng)、相對壓強(qiáng)和真空度，并用壓

強(qiáng)的三種單位表示。

【解】根據(jù)靜水壓強(qiáng)基本方程式，則A點的絕對壓強(qiáng)為：

Pja=p0+γh=78.3+9．807×1．5=78.3+14.811=93.111(kN／rn2)

A點的相對壓強(qiáng)為：

pA=pja-pa=93.111-98=-4.889(kN／m2)

因為A點的相對壓強(qiáng)是負(fù)值，說明A點處于真空狀態(tài)，其真空度為：

Pka=pa-pja=98-93.111=4．889(kN／m2)

用工程大氣壓表示A點的壓強(qiáng)：

Pja=93.111／98=0．95個工程大氣壓

pA=-4．889／98=-0．05個工程大氣壓

pka=4．889／98=0．05個工程大氣壓

用mH2O表示A點的壓強(qiáng)：

因為1個工程大氣壓=10mH2O，則A點的壓強(qiáng)可表示為：

Pja=0．95×l0=9．5mH2O

pA=-0．05×10=-0．5mH2O

pka=0．05×10=0．5mH2O圖1．7密閉水箱1．3流體動力學(xué)的基本概念

流體在建筑設(shè)備工程中都和運(yùn)動密切相關(guān)，因此我們需要了解一些流體運(yùn)動的基本概念。

1．3．1流體動力學(xué)的一些基本概念

(1)元流流體運(yùn)動時，為研究方便我們把流體中一微小面積形成的一股流束稱為元流。

(2)總流流體運(yùn)動時，無數(shù)元流的總和稱為總流，如圖1．8。

(3)過流斷面流體運(yùn)動時，與流體的運(yùn)動方向垂直的流體橫斷面。過流斷面可能是平面，也可能是曲面，形狀有圓形、矩形、梯形等，見圖1．9。

(4)流量在單位時間內(nèi)流體通過過流斷面的體積或質(zhì)量。一般流量指的是體積流量，但也可用質(zhì)量流量來表示。

(5)流速在單位時間內(nèi)流體移動所通過的距離。

流體運(yùn)動時，由于流體粘滯性的影響，過流斷面上的流速不等且一般不易確定，為便于分析和計算，在實際工程中通常采用過流斷面上各質(zhì)點流速的平均值即平均流速。平均流速通過過流斷面的流量應(yīng)等于實際流速通過該斷面的流量，這是確定平均流速的假定條件。

流量、過流斷面和流速三者之間應(yīng)符合下面關(guān)系：

Q=w.v(1．18)

式中Q——體積流量，m3／s；

v——平均流速，m／s；

w—一過流斷面，m2。圖1親．8據(jù)元流公與總德流圖1貫．9飛過流磚斷面圖1腐．1般O挖斷何面流蚊速1．脊3．階2流炊體運(yùn)登動的腹類型影響稻流體旬運(yùn)動湖的因般素有桃很多凡，因雀而流鞠體的史運(yùn)動四狀態(tài)柿也是欠多種但多樣默的，學(xué)根據(jù)灰流體房誠運(yùn)動顯的一呆些主像要特絞征可澆將流期體運(yùn)姻動分屬為以撤下幾嘆種主漠要類俱型。躍(莫1)缸有壓蒼流貝流擔(dān)體在嘩壓差送作用凝下流鴉動，砍流體瘦各個批過流拍斷面綿的整紹個周嶺界都店與固痕體壁衫面相庫接觸我，沒蝦有自封由表尼面，恒這種艱流體府運(yùn)動冷稱為敬有壓高流或蠅壓力喘流，釣也稱僑為管食流。額如供循熱管聲道中悟的汽豪、水特帶熱掛體，口給水敬管中霉的水齒流都拒是有亡壓流托?？?2姻)無虜壓流咬流體雨在重南力作蘭用下鳳流動幼，流順體各傻個過叨流斷郵面的好部分普周界惱與固有體壁強(qiáng)面相縮慧接觸兵，具砌有自室由表朵面，業(yè)這種炭流體課的運(yùn)傲動稱盼為無涌壓流傳或重興力流搶，或乳稱為優(yōu)明渠診流。號如天捆然河拍道、藝明渠酸、排沫水管遭中的睜水流領(lǐng)都是堤無壓隔流。敗(還3)沖恒定盯流艇流待體運(yùn)余動時禍，流涌體中賽任一念位置系的壓魔強(qiáng)、陵流速脊等運(yùn)臟動要變素不稼隨時綱間變懇化，虛這種丘流體濱運(yùn)動情稱為熟恒定程流，艇如圖支1．?dāng)z11語(a灣)所指示。雞(席4)阻非恒恭定流識流體衫運(yùn)動茅時，掀流體橫中任爹一位信置的昆運(yùn)動救要素君如壓擁強(qiáng)、虎流速間等隨擱時間類變化清而變衫化，冬這種團(tuán)流體言運(yùn)動柜稱為妹非恒飯定流凡，如描圖1盯．1濱l(邊b)討所示漫。遵在實羅際建和筑設(shè)孔備工柜程中鏡，為翁使研艙究的偶問題東得到速合理墾的簡勾化，調(diào)在絕怎大多是數(shù)情清況下目都可習(xí)以把叢流體犬的運(yùn)運(yùn)動狀牲態(tài)看歷作是曠恒定零流，光但在勢研究寸如水唯泵或斜風(fēng)機(jī)脹等啟吩動時隨的流若體運(yùn)墨動情澡況時報，因垮其流屋速和孕壓強(qiáng)輩隨時爬間變可化較據(jù)大，惠流體佩的運(yùn)圓動須疤看作壇是非保恒定禽流。圖1老．1啄l瓶恒惡定與嗽非恒蛾定流1．碑4仗流銳動阻圈力與腦能量涉損失洋的基隙本概貌念孩1．登4．多1居流迷動阻響力和繞能量鴨損失百的兩矩種形聲式由于死流體逗具有競粘滯蘋性及永固體役邊壁赴的不眉光滑楊，所藥以流狂體在幕流動紐奉過程雕中既前受到綠存在相相對墊運(yùn)動禁的各撥流層廉間內(nèi)慕摩擦娘力的角作用楚，又盤受到猛流體割與固皂體邊息壁之宮間摩給擦阻威力的勿作用慮。同哀時由足于固滲體邊補(bǔ)壁形喝狀的森變化爐，也支會對災(zāi)流體壁流動蛋產(chǎn)生養(yǎng)阻力愈。為斑了克厘服上早述流泡動阻旬力，赴必須娃消耗抖流體截所具佳有的皆機(jī)械腫能?；顔挝圾嗁|(zhì)量沒的流氧體流截動中患所消閘耗的佛機(jī)械命能，及稱為瘡能量啄損失豈或水予頭損客失。牲流愈動阻乳力和懷水頭寧損失好可分寒為兩北種形蛛式。品1存．4周．1馬．1沿程勝阻力瘋和沿?fù)尦趟o頭損漸失流體蝴在長橋直管混(或軍明渠誤)中臉流動張時，趴所受抄到的棟摩擦于力稱婦為沿菠程阻障力。偶為了休克服誘沿程廣阻力草，單追位質(zhì)保量的閃流體灣所消蜜耗的袖機(jī)械執(zhí)能稱虧為沿緞程水跌頭損染失，蘆常用右hf文來表月示。1．其4．診1．藥2處局夏部阻防力和預(yù)局部潑水頭褲損失流體知的邊攔界在飛局部箏地區(qū)竄發(fā)生巧急劇柜變化才時，得迫使信流體章流速葬的大兩小和謹(jǐn)方向隱發(fā)生伍顯著罷變化疏，甚義至使錘主流煩脫離兆邊壁屈形成黎漩渦箭，流愛體質(zhì)蹤蝶點間顧產(chǎn)生動劇烈落的碰洋撞，蒸從而敲對流憲體運(yùn)付動形裁成了捆阻力斧，這溫種阻妻力稱勉為局遺部阻棚力。禍為了爛克服忙局部弟阻力棒，單點位質(zhì)提量的闖流體底所消叔耗的急機(jī)械寫能稱奸為局滔部水心頭損搏失，壩通常訓(xùn)用h粘j表鋸示。賽管僻道系歇統(tǒng)中謙，在菠管徑傲不變霞的直橋管段聲上，廣只有祥沿程側(cè)水頭隙損失爸hf祥，在織管道揉人口碼處和沖管道芒變徑叔處以黨及彎畢頭、怨閘門建等水珍流邊躲界急齡劇改亭變處首產(chǎn)生俯局部連水頭趨損失暮hj褲。整個闖管道亡的總喇水頭塑損失隆等于搜各管我段的關(guān)沿程遙水頭漏損失弓與各到局部在水頭田損失握分別助疊加甚之和岸，即過：虛hw退=∑梢hf拆+∑招hj妙(1瞞．1郊9)芹在予給排階水與在采暖掙工程之中，濟(jì)確定肚管路津系統(tǒng)堅中流么體的腳水頭渠損失自是進(jìn)辮行工肺程計必算的幟重要定內(nèi)容擠之一襪，也且是對孩工程糞中有堆關(guān)的陷設(shè)備穩(wěn)和管手路中鐘的管蘿徑進(jìn)盼行選逐擇的帽重要貨依據(jù)歷。1．炕4．營2流倘態(tài)與慕判定流體爽在流井動過錢程中稈，呈作現(xiàn)出犁兩種脂不同鴿的流禿動形財態(tài)—販—層熔流和攀紊流濕。慚如圖腔1．薦12現(xiàn)(a質(zhì))所畫示為言一玻鞠璃管森中水怠的流駱動。喪不斷意投加餓紅顏塔色水捆于液海體中國。當(dāng)稼液體坦流速說較低且時，屆玻璃元管內(nèi)器有股陸紅色電水流快的細(xì)吸流，趙像一亂條線邀一樣沖，如餐圖1碧．1文2(蒜b)羞所示較，說辦明水馳流是梨成層否成束風(fēng)地流鎖動，愿各流焦層之瓣間并踩無質(zhì)排點的曬摻混億現(xiàn)象贊，這能種水泛流形劇態(tài)稱炕為層姑流。臥如果滅加大何管中霜水的滋流速賣，紅陸顏色橋水隨伙之開顆始動銜蕩，犁呈波犁浪形川，如頸圖1滾．1皮2(焰c)寒所示侄。繼攻續(xù)加斗大流哪速，叨將出直現(xiàn)紅牽顏色窩水向足四周虧擴(kuò)散俘，質(zhì)接點或來液團(tuán)燒相互駛混摻妨，流親速愈蛛大，投混摻跪程度新愈大液，這塊種水隨流形意態(tài)稱刪為紊縣流，毅如圖夏1．員12滅(d絞)所南示。圖1和．1普2腸管中規(guī)液流闖的流迅動形延態(tài)判斷脅流體竹的流侮動形賀態(tài)，陡常用表無因評次量勺綱分芬析方裹法得份到無修因次囑量—鋪—雷刃諾數(shù)省Re碑來判悉別。敬R呀e=d/虛v濃(敬1.手20貪)銷式中棵Re尸——途雷諾列數(shù);棋v扎——?dú)v圓管贈中流輩體的怪平均波流速什，m蠅/s搖；棕d—克—圓母管的賭直徑只，m鉛；——母流體茅的運(yùn)土動粘補(bǔ)滯系誼數(shù)，蜻m2限/s宅。揮對于帖圓管很的有嫂壓管雖流：幼Re搶＜2閱00乘0時凳，流第體為漿層流浴形態(tài)鴿；R扔e＞觸20乖00良時，門流體業(yè)為紊并流形翼態(tài)。甩對績于明周渠流躍，雷除諾數(shù)繡按下省式計煤算：背R糊e=R/澤v呢(1顛·2們1)丑式唯中坐R腸——柴水力警半徑鵝，R智=w泡／x笛，其晌中w酒叫是洞過流驅(qū)斷面界面積留，x飽是濕示周，飄為流闊動的袖流體雹同固炸體邊黨壁在就過流羊斷面長上接掃觸的帥周邊淺長度樸。筑當(dāng)R蓋e＜股50菌0時榆，明圣渠流猜為層錢流形偽態(tài)；汽當(dāng)溪Re貍＞5寧00鏈時，器明渠除流為劑紊流幕形態(tài)勸。趁在建到筑設(shè)泊備工光程中承，絕興大多闖數(shù)的誰流體趙運(yùn)動憐都處瞞于紊控流形減態(tài)。下只有配在流惠速很撇小，團(tuán)管徑筍很細(xì)租或粘庭滯性容很大棟的流殖體運(yùn)客動時綠才可連能發(fā)孟生層輩流運(yùn)填動，臟如地剖下水身滲流衛(wèi)、油座管輸葛送等沾。1．級4．而3仇沿魔程水迅頭損副失和才局部蜓水頭兵損失流體紹在流斬動過遼程中紙，其潮水頭戶損失聯(lián)與其齒流動矮形態(tài)磁有關(guān)繁，因羞工程劈燕中大謎多數(shù)繪流動私是紊患流，旱所以日紊流被形態(tài)愧的水薄頭損準(zhǔn)失是臥工程膀計算水中的搜重要士內(nèi)容旱。目丈前采豪用理蜻論和屈實相叨結(jié)合鈴的方濤法，只建立股半驗少公式混來計品算沿炒程水要頭損拖失。克h組f=段λl吃v2宋/d安2g計(1懂.2飼2)邊式違中h研f一唯——插沿程舍水頭膏損失灶，m斯；民λ一置沿程螺阻力打系數(shù)殼(無愁因次嗎量)纏；各d—勢—管形徑，沈m；興l掛一一貿(mào)管長拔，m出；信v—覺—管般中流唯體平勻均流撤速，僵m/洪s駁沿程跳阻力因系數(shù)滴λ與紡流體山的流饑動形磚態(tài)及晨固體窮邊壁蓮的粗茄糙情向況有運(yùn)關(guān)，特其值魔通常命采用子經(jīng)驗館公式繩或查穴用有舞關(guān)圖插表確增定，享也可家通過嗓實驗變來確悄定。局部些水頭講損失賞可用勞流體脆動能貫乘以疑局部辣阻力捐系數(shù)宏得到遙：刺h塔j=薦ζv卷2/惱2g撒（1必.2稈3）仗式勸中h鄉(xiāng)豐j一違局部繪水頭劉損失畝，m捆；票ζ—誼—局挨部阻犯力系萬數(shù)(宵無因巾次量斧)．語1啊1敗v—食—過潛流斷辭面的技平均刺流速瞧，m可／s聽；潤g—旨—重簡力加痕速度常，m勻／s鑼2。緞局羞部阻英力系澡數(shù)ζ楊的取鳳值多腎是根蓄據(jù)管李配件役、附爆件不那同，愁由實理驗測嬸出。去各種塘局部辣阻力框系數(shù)暈ζ值鬧可查級有關(guān)編手冊繼得到護(hù)。怎各管鼻段的倦水頭鄭損失程計算端相疊愚加就乏得到擴(kuò)了整鵝個管帖道的勻總水絕頭損佳失。1．滾4．滔4頓非繭圓管丙的沿絹程損甲失以上戰(zhàn)討論呈的是診圓管裁，圓辨管是語最常煮用的晃斷面戒形式既。但嬌工程汁上也揉常用影到非辱圓管憂的情鴉況。震例如懇通風(fēng)皺系統(tǒng)丟中的舉風(fēng)道專，有梁許多燭就是恩矩形自的。脫如果槐把非禿圓管培折合桂成圓案管計耕算，粘那么鎖前面賄講述機(jī)的公笑式和群圖表即等，舊也就鑒適用磁于非槳圓管