流体力学沿程阻力学习教案.pptx

会计学
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流体力学沿程阻力
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2．沿程阻力系数的测定和阻力分区图
实验装置：人工粗糙管
实验方法：
#以ks/d=1/30 ~ 1/1014的人工粗糙管作不同组实验
#对每根人工粗糙管(ks/d= c)变流量，则v、hf变化
算出若干组Re和λ值，将其点绘在双对数坐标纸上，就得到=f(Re, ks /d）曲线，即尼古拉兹曲线图
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尼古拉兹实验曲线
， =f(Re) ，=64/Re， Re<2300
II. bc线范围窄， =f(Re) ， Re=2300~4000，层流向紊流过渡，实用意义不大，不予讨论
III. cd线紊流光滑区，=f(Re) ， Re>4000，随Re的增大，
ks/d大的管道，实验点在Re较低时便离开此线
ks/d小的管道，实验点在Re较大时才离开
IV. cd、ef 线间紊流过渡区，=f(Re，ks/d)
不同相对粗糙管的实验点分别落在不同的曲线上
V. ef 右侧水平直线族紊流粗糙区(阻力平方区)，=f(ks/d)
对于一定的管道（ks/d一定）， 是常数
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紊流三区的流动特征
紊流分为光滑区、过渡区及粗糙区，各区的变化规律不同，究其原因是存在粘性底层的缘故。
紊流光滑区 δ’>>ks
粗糙突起完全被掩盖在粘性底层内，对紊流核心的流动几乎没有影响=f(Re)
紊流过渡区 δ’ ≈ks
粗糙影响到紊流核心的紊动强度， =f(Re，ks/d)
紊流粗糙区 δ’<ks
粗糙突起几乎完全突入紊流核心内=f(ks/d)
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二、流速分布半经验公式
尼古拉兹通过实测流速分布，完善了普朗特—卡门对数分布律，使之具有实用意义
1．紊流光滑区
根据尼古拉兹实验取β=、c1=，并把自然对数换成常用对数，便得到
光滑区速度分布半经验公式
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2．紊流粗糙区
根据尼古拉兹实验取β=、c2=，并把自然对数换成常用对数，便得到
粗糙区速度分布半经验公式
3、紊流流速分布的指数式
1932年尼古拉兹根据实验结果提出了此式，n 为指数随雷诺数Re而变化。该指数公式完全是经验性的，但因公式形式简单，被广泛应用
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三、λ的半经验公式
1、尼古拉兹光滑管公式
2、尼古拉兹粗糙管公式
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