流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)課件

1流體力學(xué)基本知識(shí)

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(dòng)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(dòng)狀態(tài)的力學(xué)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)稱為流體力學(xué)，它是力學(xué)的一個(gè)分支。

1．1流體的主要力學(xué)性質(zhì)

流體中由于各質(zhì)點(diǎn)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?yàn)槿绱?，所以流體具有較大的流動(dòng)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(shí)以上所說(shuō)流體的基本特征，深刻研究流體處于靜止或運(yùn)動(dòng)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(dòng)狀態(tài)的特性。物質(zhì)慣性的大小是用質(zhì)量來(lái)度量的，質(zhì)量大的物體，其慣性也大。對(duì)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(duì)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(jiǎn)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(shuō)同一流體的密度和重度不是一個(gè)固定值。但在實(shí)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(jì)計(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)時(shí)，由于內(nèi)摩擦力的作用，使流體具有抵抗相對(duì)變形(運(yùn)動(dòng))的性質(zhì)，稱為流體的粘滯性。流體的粘滯性可通過(guò)流體在管道中流動(dòng)情況來(lái)加以說(shuō)明。

用流速儀可測(cè)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(duì)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力，或稱粘滯力，這是流體的粘滯性顯示出來(lái)的結(jié)果。

圖l-l管道中斷面流速分布

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

流體粘滯性的大小，通常用動(dòng)力粘滯性系數(shù)μ和運(yùn)動(dòng)粘滯性系數(shù)v來(lái)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(shí)，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(shí)驗(yàn)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(jiàn)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(dòng)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(dòng)力粘性系數(shù)與運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)有如下關(guān)系：

μ=ρ(1．5)

μ——流體的運(yùn)動(dòng)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(gè)大氣壓增加到100個(gè)大氣壓時(shí)，每增加1個(gè)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(jì)。但在研究有壓管路中水擊現(xiàn)象和熱水供熱系統(tǒng)時(shí)，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(duì)氣體的容重的影響很大。在溫度不過(guò)低，壓強(qiáng)不過(guò)高時(shí)，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(duì)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(duì)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(kāi)口的玻璃管豎在液體中，液體會(huì)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(shí)，因其不顯示粘滯性，所以流體靜力學(xué)的中心問(wèn)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(lái)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(duì)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(wú)限縮小為一點(diǎn)時(shí)，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(gè)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(diǎn)的靜壓強(qiáng)在各個(gè)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(diǎn)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(duì)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)壓強(qiáng)相等，構(gòu)成一個(gè)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(dòng)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(jiàn)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(diǎn)，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(diǎn)和2點(diǎn)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(diǎn)和2點(diǎn)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(diǎn)和2點(diǎn)是在箱內(nèi)液體中任取的，故可推廣到整個(gè)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(diǎn)的z+p/γ總是一個(gè)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(diǎn)的位置相對(duì)于基準(zhǔn)面的高度，稱為位置水頭；p/γ是在該點(diǎn)壓強(qiáng)作用下液體沿測(cè)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(cè)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(diǎn)的測(cè)壓管水頭均相等。

對(duì)于靜止氣體的壓強(qiáng)計(jì)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(xiàng)忽略不計(jì)，認(rèn)為p=po。也就是說(shuō)在密閉容器中，可以認(rèn)為容器內(nèi)各點(diǎn)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(cè)壓管水頭

1．2．3工程計(jì)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(duì)壓強(qiáng)以絕對(duì)真空為零點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)稱為絕對(duì)壓強(qiáng)，用pj表示。

(2)相對(duì)壓強(qiáng)以大氣壓強(qiáng)pa為零點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)稱為相對(duì)壓強(qiáng)，用p表示。

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

p=pj一pa=-p(1．15)

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

pk=pa—pj=-p(1—16)

真空度是指某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)不足一個(gè)大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，可用真空表測(cè)出。

某點(diǎn)的真空度愈大，說(shuō)明它的絕對(duì)壓強(qiáng)愈小。真空度的最大值為pk=p。=98kN／m2，即絕對(duì)壓強(qiáng)為零，處于完全真空狀態(tài)；真空度的最小值為零時(shí)，pk=O，即在一個(gè)大氣壓強(qiáng)下，真空度在pk=O～98kN／m2的范圍內(nèi)變動(dòng)。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(lái)表示，單位是N／m2(帕，Pa)或kN／m2(千帕，kPa)；

(2)用工程大氣壓來(lái)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(lái)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(jì)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(shí)，則1個(gè)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(gè)工程大氣壓≈10mH2O≈735.6mmHg≈98kN／m2≈9800Pa

1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101.325kPa=760mmHg【例狹題l怠·1布】如厘圖1韻.7握所示仆，一評(píng)密閉臉?biāo)浯?，箱生?nèi)流配體表粒面的效絕對(duì)笑壓強(qiáng)等p。蓋=7室8.終4暴kN簽／m決2,萄箱外黨的大弱氣壓狗強(qiáng)p樹(shù)a=艷98遭kN插／m執(zhí)2，殖求水快深1雜．5遇m處墻A點(diǎn)墳的絕叢對(duì)壓障強(qiáng)、漏相對(duì)勁壓強(qiáng)春和真圣空度猾，并后用壓賓強(qiáng)舌的三廁種單贏位表籌示。英【段解】綠根據(jù)巧靜水萄壓強(qiáng)苦基本概方程星式，確則A很點(diǎn)的規(guī)絕對(duì)胃壓強(qiáng)佩為：踢P漿ja診=p尾0+起γh竄=7晨8.顧3+益9．皺80選7×煩1．茶5=巧78礙.3紹+1夕4.還81糾1=逝93少.1城11拿(k廳N／卻rn思2)點(diǎn)A分點(diǎn)的渠相對(duì)阻壓強(qiáng)炎為：艙p羨A=以pj優(yōu)a-許pa碌=9羅3.檔11泉1-汪98究=-推4.蒸88卵9(宜kN呈／m近2)籍因化為A惹點(diǎn)的坐相對(duì)如壓強(qiáng)濫是負(fù)賣值，亮說(shuō)明乞A點(diǎn)免處于東真空他狀態(tài)偵，其涌真空嫂度為廁：蘇Pk酬a=集pa備-p辟ja通=9泰8-煩93浴.1筆11完=4粒．8禍89琴(k慣N／銹m2否)約用工月程大匙氣壓迷表示死A點(diǎn)限的壓貌強(qiáng)：敏P資ja并=9緊3.溝11選1／機(jī)98爹=0挺．9棗5個(gè)逢工程泊大氣監(jiān)壓登pA昂=-拘4．胃88過(guò)9／秤98株=-乘0．鴨05績(jī)個(gè)工呆程大庭氣壓坐p塌ka眾=4氧．8團(tuán)89傲／9叢8=城0．傻05陶個(gè)工余程大種氣壓摩用帖mH自2O鋼表示容A點(diǎn)尿的壓寶強(qiáng)：百因歐為1壞個(gè)工服程大粥氣壓悉=1芳0m廢H2姜O，窩則A坦點(diǎn)的絲式壓強(qiáng)嗓可表漫示為甲：井Pj座a=囑0．女95詞×l美0=惱9．毅5m略H2沖O仔pA闊=-狹0．塔05革×1犯0=撞-0改．5轟mH遼2O各p認(rèn)ka鴉=0擁．0矮5×榜10詳=0栽．5監(jiān)mH鹽2O圖1樹(shù)．7歉密閉犯水箱1．揚(yáng)3流冤體動(dòng)厘力學(xué)掃的基硬本概損念流體擦在建巾筑設(shè)峽備工盆程中閣都和搏運(yùn)動(dòng)剪密切住相關(guān)搏，因蹦此我博們需探要了顯解一胃些流譯體運(yùn)普動(dòng)的斷基本噴概念雪。1．惡3．毫1流漫體動(dòng)窮力學(xué)弓的一萍些基興本概宴念(1啊)元豆流倚流濾體運(yùn)腰動(dòng)時(shí)橋，為郊研究辰方便異我們簽把流有體中建一微揀小面橡積形聲成的供一股什流束射稱為財(cái)元流妨。矩(2喜)總且流縮慧流憑體運(yùn)魂動(dòng)時(shí)盯，無(wú)群數(shù)元納流的泥總和緊稱為蜻總流瓜，如杏圖1衡．8促。擁(3備)過(guò)地流斷永面雄流孤體運(yùn)刷動(dòng)時(shí)起，與蹦流體惹的運(yùn)定動(dòng)方姿向垂妙直的腔流體肉橫斷顧面。冠過(guò)流砍斷面批可能港是平乓面，屑也可迷能是長(zhǎng)曲面奇，形怎狀有籮圓形棍、矩沉形、運(yùn)梯形擇等，另見(jiàn)圖器1．鴿9。風(fēng)(烘4)儉流量早在單餅位時(shí)巧間內(nèi)輪流體胞通過(guò)醋過(guò)流致斷面毒的體偷積或蚊質(zhì)量炭。一伸般流大量指所的是脂體積馬流量嚇，但雨也可燭用質(zhì)概量流叫量來(lái)斑表示局。修(5癥)流閑速椅在帶單位蘋(píng)時(shí)間襖內(nèi)流蓮體移斯動(dòng)所俊通過(guò)樂(lè)的距鬧離。撤流因體運(yùn)賤動(dòng)時(shí)煩，由償于流膊體粘哭滯性息的影催響，挑過(guò)流類斷面弟上的痛流速票不等撲且一羨般不念易確鬧定，森為便怪于分爬析和抄計(jì)算撈，在患實(shí)際芽工程傘中通同常采讓用過(guò)色流斷元面上躍各質(zhì)謎點(diǎn)流嫁速的凝平均堵值即鑒平均悅流速萄。平膜均流腐速通哈過(guò)過(guò)尖流斷治面的火流量奶應(yīng)等嚷于實(shí)瞞際流驚速通徹過(guò)該犁斷面孫的流貨量，償這是描確定天平均廊流速蓮的假握定條屈件。屋流椒量、倆過(guò)流甚斷面酬和流庸速三博者之的間應(yīng)嫂符合刃下面那關(guān)系雜：蘿Q=省w.絮v饅(1辰．1喂8)彎式曬中嚴(yán)Q壩——店體積竄流量咸，m饞3／莖s；牛v蒼——踩平均縮慧流速良，m辭／s肚；舍w—?jiǎng)傄贿^(guò)霜流斷萍面，神m2擔(dān)。圖1激．8暫元流碼與總六流圖1閣．9唇過(guò)流時(shí)斷面圖1燈．1腦O夫斷諷面流忌速1．柜3．抱2流玩體運(yùn)伐動(dòng)的移類型影響躬流體樂(lè)運(yùn)動(dòng)瓣的因無(wú)素有天很多綠，因氣而流固體的霸運(yùn)動(dòng)蓬狀態(tài)土也是暖多種謀多樣獸的，描根據(jù)唇流體稅運(yùn)動(dòng)謀的一橫些主軋要特夏征可督將流顯體運(yùn)努動(dòng)分?jǐn)酁橐阅蛳聨子N主攻要類默型。得(何1)倘有壓財(cái)流藥流想體在鐵壓差標(biāo)作用令下流樂(lè)動(dòng)，憂流體詞各個(gè)膝過(guò)流武斷面君的整鏟個(gè)周挽界都吵與固叮體壁栗面相襪接觸晚，沒(méi)漫有自械由表畢面，覺(jué)這種驚流體臭運(yùn)動(dòng)基稱為辛有壓得流或愚壓力舒流，受也稱狀為管哨流。乳如供臭熱管局道中蛾的汽布、水灰?guī)醿旙w，悅給水賓管中惹的水般流都柔是有色壓流逐。行(2文)無(wú)短壓流拿流體縱在重己力作抽用下蜘流動(dòng)召，流摘體各奴個(gè)過(guò)藏流斷款面的稅部分侄周界宗與固映體壁桂面相牛接觸梢，具茂有自震由表趟面，羽這種獎(jiǎng)流體潔的運(yùn)穗動(dòng)稱這為無(wú)瓦壓流帖或重摔力流迅，或挪稱為冊(cè)明渠對(duì)流。誼如天擊然河陣道、石明渠你、排判水管柱中的勉水流脹都是塔無(wú)壓失流。季(群3)沃恒定男流阻流僅體運(yùn)音動(dòng)時(shí)雖，流伴體中拒任一穴位置鈴的壓出強(qiáng)、葡流速區(qū)等運(yùn)長(zhǎng)動(dòng)要騰素不惕隨時(shí)露間變榜化，恢這種諒流體救運(yùn)動(dòng)虛稱為些恒定庫(kù)流，獨(dú)如圖斯1．治11鑒(a墊)所繪示。奏(參4)份非恒田定流翻流體棉運(yùn)動(dòng)巴時(shí)，鑒流體陵中任糊一位湖置的粱運(yùn)動(dòng)班要素棟如壓另強(qiáng)、證流速求等隨曠時(shí)間素變化隨而變朋化，嫂這種退流體襲運(yùn)動(dòng)違稱為株非恒意定流支，如洞圖1漸．1去l(忽b)搭所示語(yǔ)。名在實(shí)掩際建傾筑設(shè)撕備工今程中禮，為萍使研樸究的圍問(wèn)題起得到滑合理賞的簡(jiǎn)死化，痰在絕尋大多搶數(shù)情憲況下合都可努以把培流體多的運(yùn)格動(dòng)狀嗓態(tài)看歪作是睬恒定泳流，躲但在瓦研究畫(huà)如水管泵或源風(fēng)機(jī)拴等啟成動(dòng)時(shí)夫的流閑體運(yùn)炕動(dòng)情娛況時(shí)沈，因奸其流欄速和巧壓強(qiáng)伸隨時(shí)罷間變雕化較榆大，怪流體揮的運(yùn)士動(dòng)須曾看作表是非纖恒定漠流。圖1寬．1壞l孝恒乏定與汗非恒蕩定流1．環(huán)4扮流士動(dòng)阻虎力與乖能量錢損失蝕的基狹本概叫念炭1．耀4．股1侮流滾動(dòng)阻改力和宵能量壩損失激的兩踩種形面式由于階流體儉具有咸粘滯各性及盈固體比邊壁侍的不鉆光滑淹，所殖以流我體在憲流動(dòng)竊過(guò)程播中既萬(wàn)受到欺存在予相對(duì)浸運(yùn)動(dòng)挑的各陰流層因間內(nèi)蜻摩擦色力的怒作用雞，又墊受到瘋流體似與固奴體邊斧壁之催間摩惑擦阻您力的格作用弄。同槐時(shí)由委于固這體邊診壁形氧狀的聚變化吳，也悠會(huì)對(duì)洗流體乎流動(dòng)茫產(chǎn)生陵阻力淡。為稀了克節(jié)服上天述流車動(dòng)阻就力，逮必須彩消耗島流體垃所具譽(yù)有的感機(jī)械奶能。怨單位麥質(zhì)量段的流嶺體流溪?jiǎng)又薪运牡嫩櫟麢C(jī)械剪能，師稱為沾能量朝損失詠或水濕頭損悶失。謹(jǐn)流約動(dòng)阻涼力和厚水頭鼓損失揪可分揪為兩賢種形僅式。鳴1鵲．4蝴．1僻．1沿程艘阻力蘋(píng)和沿斧程水袋頭損賴失流體略在長(zhǎng)礎(chǔ)直管依(或競(jìng)明渠燈)中襯流動(dòng)筆時(shí)，絡(luò)所受爸到的掉摩擦抖力稱戰(zhàn)為沿鹿程阻都力。淚為了娃克服吹沿程坡阻力帽，單疊位質(zhì)血量的盟流體充所消量耗的盒機(jī)械財(cái)能稱毀為沿槍程水竄頭損炎失，給常用寶hf疼來(lái)表伍示。1．陸4．絨1．夜2歇局曲部阻年力和梯局部匪水頭剪損失流體欠的邊開(kāi)界在境局部憤地區(qū)奸發(fā)生讓急劇淺變化怖時(shí)，夫迫使貨流體庭流速眉的大惹小和成方向囑發(fā)生返顯著姓變化抖，甚販至使逼主流霞脫離堪邊壁意形成屬漩渦呀，流前體質(zhì)橡點(diǎn)間著產(chǎn)生希劇烈嬸的碰繪撞，畢從而范對(duì)流鉤體運(yùn)壟動(dòng)形塌成了材阻力青，這侮種阻研力稱述為局置部阻饅力。晚為了隨克服勺局部美阻力拜，單仇位質(zhì)饑量的球流體向所消身耗的關(guān)機(jī)械叫能稱悶為局場(chǎng)部水甘頭損逐失，劇通常舌用h讀j表吊示。低管策道系彼統(tǒng)中墳，在快管徑暫不變寧的直中管段邊上，得只有濱沿程帶水頭寫(xiě)損失渣hf宅，在禾管道麗人口土處和砍管道票變徑全處以電及彎底頭、照閘門嶼等水炎流邊刊界急豬劇改自變處售產(chǎn)生猴局部驅(qū)水頭屑損失癢hj剝。整個(gè)皇管道歇的總魯水頭夕損失微等于刊各管簡(jiǎn)段的攜沿程澡水頭胞損失蟲(chóng)與各鏈局部棉水頭辭損失糟分別秤疊加堡之和赴，即江：咳hw臣=∑小hf餐+∑勢(shì)hj訂(1豆．1陰9)旅在棍給排限水與欺采暖熱工程峽中，沃確定起管路斷系統(tǒng)粥中流毯體的寨水頭請(qǐng)損失濁是進(jìn)演行工搶程計(jì)廢算的收重要哨內(nèi)容熟之一損，也就是對(duì)符工程松中有省關(guān)的希設(shè)備搜和管統(tǒng)路中竿的管溪徑進(jìn)俊行選影擇的流重要樓依據(jù)里。1．宴4．拐2流芝態(tài)與靜判定流體腰在流肯動(dòng)過(guò)季程中餅，呈毅現(xiàn)出肯兩種滿不同綁的流蒙動(dòng)形碰態(tài)—孫—層時(shí)流和侍紊流誼。菌如圖開(kāi)1．各12灑(a爭(zhēng))所逮示為夫一玻任璃管憶中水蓮的流宗動(dòng)。嗓不斷范投加格紅顏暗色水訪于液稠體中晨。當(dāng)付液體菌流速袋較低降時(shí)，雷玻璃腿管內(nèi)故有股帽紅色責(zé)水流向的細(xì)遺流，荒像一膀條線調(diào)一樣亞，如侵圖1尼．1奇2(雙b)校所示索，說(shuō)荷明水襖流是餡成層識(shí)成束殖地流務(wù)動(dòng)，禾各流習(xí)層之青間并掉無(wú)質(zhì)調(diào)點(diǎn)的懶摻混適現(xiàn)象先，這球種水櫻流形余態(tài)稱年為層辛流。且如果佳加大擋管中塘水的鳴流速哭，紅烘顏色淘水隨宿之開(kāi)善始動(dòng)畏蕩，澆呈波在浪形尿，如母圖1胖．1吃2(瞧c)協(xié)所示目。繼敞續(xù)加釣大流棉速，于將出嘩現(xiàn)紅厭顏色臨水向挎四周哀擴(kuò)散揮，質(zhì)屋點(diǎn)或褲液團(tuán)諷相互落混摻勝，流抓速愈邪大，據(jù)混摻例程度菊愈大尖，這尚種水枝流形守態(tài)稱惰為紊網(wǎng)流，津如圖堆1．僑12閱(d洞)所艘示。圖1怒．1刮2胃管中冤液流穩(wěn)的流冷動(dòng)形露態(tài)判斷懼流體和的流具動(dòng)形擔(dān)態(tài)，凡常用莫無(wú)因礦次量反綱分榴析方朱法得蔽到無(wú)旨因次綱量—釋—雷悟諾數(shù)哭Re趟來(lái)判標(biāo)別。兆R(shí)款e=d/析v局(去1.豆20按)旅式中涼Re潛——廳雷諾絞數(shù);靈v旬——煎圓管殲中流步體的瘦平均倚流速木，m冬/s典；車d—藏—圓殘管的帖直徑奶，m搭；——姿流體叮的運(yùn)時(shí)動(dòng)粘渾滯系駐數(shù)，鋸m2廉/s拿。天對(duì)于靈圓管忙的有衛(wèi)壓管爽流：降Re風(fēng)＜2升00塌0時(shí)胸，流敞體為削層流數(shù)形態(tài)挖；R折e＞墳20畫(huà)00被時(shí)，靜流體警為紊惹流形戒態(tài)。陣對(duì)伏于明必渠流蛇，雷兄諾數(shù)擺按下污式計(jì)劈燕算：風(fēng)R仙e=R/翼v自(1擱·2燦1)臺(tái)式炕中抽R行——取水力稠半徑倆，R乳=w構(gòu)／x寫(xiě)，其嫩中w毅叫是境過(guò)流問(wèn)斷面杰面積抱，x鐵是濕目周，第為流皂動(dòng)的盼流體剪同固戒體邊碗壁在柱過(guò)流育斷面隨上接妨觸的莖周邊范長(zhǎng)度纖。著當(dāng)R尼e＜訴50栗0時(shí)維，明瀉渠流局為層相流形詳態(tài)；掛當(dāng)璃Re廉＞5哥00毛時(shí)，周明渠硬流為仙紊流坐形態(tài)林。單在建嘉筑設(shè)挖備工獅程中稀，絕偵大多孫數(shù)的繭流體啄運(yùn)動(dòng)貌都處芝于紊許流形勻態(tài)。萬(wàn)只有滾在流告速很攤小，倚管徑烈很細(xì)都或粘摔滯性驅(qū)很大射的流譯體運(yùn)猾動(dòng)時(shí)繪才可疏能發(fā)倡生層羨流運(yùn)本動(dòng)，犧如地調(diào)下水升滲流蠢、油膜管輸牢送等呆。1．蒙4．角3返沿炒程水憶頭損悅失和糾局部查水頭鋤損失流體裹在流夸動(dòng)過(guò)練程中劇，其謠水頭倡損失勁與其器流動(dòng)倘形態(tài)害有關(guān)限，因葡工程陸中大湖多數(shù)虹流動(dòng)杜是紊因流，國(guó)所以葵紊流喂形態(tài)艘的水炸頭損扭失是匪工程宰計(jì)算擺中的粱重要絨內(nèi)容俱。目陰前采姻用理素論和凈實(shí)相怕結(jié)合茅的方妥法，艦建立蹈半驗(yàn)猶公式滋來(lái)計(jì)皇算沿贈(zèng)程水尋頭損井失。梢h埋f=威λl無(wú)v2編/d拐2g貞(1激.2晴2)宴式解中h炎f一嘉——獻(xiàn)沿程個(gè)水頭糟損失籠，m深；昌λ一隸沿程討阻力幕系數(shù)爸(無(wú)像因次皇量)壇；賄d—任—管兄徑，凳m；張l糟一一析管長(zhǎng)觀，m鑒；白v—夜—管錯(cuò)中流距體平尾均流尺速，捉m/喜s鹿沿程疤阻力貌系數(shù)昌λ與騎流體衡的流忘動(dòng)形托態(tài)及寇固體俱邊壁搜的粗聚糙情溫況有軍關(guān)，捎其值施通常資采用鏟經(jīng)驗(yàn)糕公式煤或查緩用有鳴關(guān)圖灘表確甘定，唱也可燥通過(guò)歌實(shí)驗(yàn)較來(lái)確溫定。局部水水頭采損失銀可用甲流體旨動(dòng)能會(huì)乘以輔局部磁阻力晃系數(shù)致得到沫：配h昆j=川ζv睜2/休2g爬（1琴.2淹3）月式奔中h記j一呈局部陸水頭捏損失散，m微；套ζ—語(yǔ)—局頓部阻朝力系維數(shù)(錯(cuò)無(wú)因已次量環(huán))．列1播1桂v—衡—過(guò)漠流斷翼面的普平均沸流速掠，m雹／s圣；抹g—奔—重冶力加匆速度虛，m幫／s激2。乏局刮部阻算力系塵數(shù)ζ潑的取胞值多夜是根狀據(jù)管永配件迫、附萬(wàn)件不篩同，涼由實(shí)啄驗(yàn)測(cè)畫(huà)出。夢(mèng)各種捕局部扶阻力最系數(shù)惠ζ值裙可查尺有關(guān)急手冊(cè)副得到嬌。終各管相段的歪水頭誤損失紋計(jì)算某相疊觸加就壟得到落了整溫個(gè)管益道的脹總水蹲頭損濃失。1．頃4．蛛4財(cái)非欲圓管車的沿顫程損護(hù)失以上宅討論融的是饑圓管鑰，圓像管是逗最常鴿用的佛斷面精形式俱。但寨工程鑰上也吧常用卵到非望圓管王的情拉況。疫