流动类型与雷诺准数.ppt

流动类型与雷诺准数
实验现象及流动类型
流体质点只有轴向运动(层流或滞流)
流体质点除有轴向运动外,还有径向运动。(过渡流)
流体质点除有轴向运动和径向运动外,
还相互碰撞和混合。(湍流或紊流)
雷诺准数(雷诺数)(Reynolds Number)
雷诺数
直管内流动时,Re2000 层流
Re=20004000 过渡区
Re>4000 湍流
流型的判别
流体质点的运动方式
第四节流体流动阻力 FLUID-FLOW FRICTION
阻力的含义
 
机械能损失及压头损失(摩擦阻力损失、摩擦损失、阻力损失)
阻力的分类

直管阻力Skin friction:流体流经直管时,由于流体流动产生的
内摩擦力而引起的
ΣR
局部阻力Form friction :流体流经管件、阀门等,由于改变
方向产生漩涡而引起的。
of Straight Pipe
在直管中任取一段流动流体。如图所设,

则由
得
又由x方向上的力平衡
得
所以
以垂直直管阻力为例:
则由
得
由y方向上的力平衡,得
非水平直管阻力Friction of Non-straight Pipe
结论注意:
1. 对于同一根直管,不管是垂直或水平安装,所得的摩擦阻力损失应该相同。
2. 只有水平安装的等直径管路,摩擦损失等于两截面上的静压能之差。
本题还说明,流动阻力的大小与管段排列方式无关,但压差却与管段排列方式有关。这是因为管段两端的压力差不仅要克服流动阻力,还要克服位头的变化,所以液体自下而上流动时,压差大于水平管。
长径比,无因次
动能
摩擦系数
----- 直管摩擦阻力计算通式,
对湍流与层流均适用,
称为范宁公式
层流摩擦系数
流体在圆管内作层流(滞流)流动时直管阻力的计算式,称为哈根-泊谡叶(Hagon-Poiseuille)公式
流体在圆管内层流流动时的速度分布式
思考题-3
下面两种情况,可不可以用泊谡叶方程
直接计算管路两端的压力差?
(1)水平管,管内径为50mm,流体的密度为996kg/m3,,流速为2m/s。
(2)垂直管,管内径为100mm,,,。
=
分析:此题核心在于上述两种情况下,用泊谡叶方程算出的压力降与管路两截面的压力差在数值上是否相同。