1-5 管道流动与孔口流动

管道流动层流：液体中质点沿管道作直线运动而没有横向运动，既液体作分层流动，各层间的流体互不混杂。一、液体的流态湍流:液体中质点除沿管道轴线运动外，还有横向运动，呈现紊乱混杂状态。1.层流与湍流的不同点层流湍流流速低流速高粘性力起主导作用惯性力起主导作用用雷诺数来判别2.雷诺数雷诺数：VDRe上临界雷诺数：由层流转为湍流时的雷诺数；下临界雷诺数：由湍流转为层流时的雷诺数。V：平均速度D：管径ν：运动粘度小于临界雷诺数：层流大于临界雷诺数：湍流3.水力直径水力直径：HVDReADH4A：有效截面积χ：接触固体壁面的周长雷诺数：水力直径小：通流能力小，易堵塞02)(221rlrpprudd1.速度分布222144)(rdlppu二、圆管层流2.流量与平均速度pldAuqA128d4流量：pldAqV322平均流速：三、圆管湍流本质上非恒定流动。靠近管壁处的流体作层流流动，称为层流边界层。液流雷诺数越大，层流边界层厚度越小。时均流速：在某一个时间间隔T（时均周期）内，以某一平均流速u’流经任一微小截面dA的液体量等于同一时间内以真实的流速u流经同一截面的液体量。u’称为时均流速。TtuTu0d1四、压力损失—沿程压力损失qdlpf412842dVqVdReRe64221Vdlpf沿程阻力系数层流状态湍流状态采用实验方法研究，辅以理论解释。理论式仍按照层流的公式，但沿程阻力系数λ不同。λ与Re有关，还与管壁相对粗糙度Δ/d有关。Re小：λ仅与Re有关；Re增大：λ与Re和Δ/d有关；Re再增大：λ仅与Δ/d有关。五.局部压力损失局部压力损失是液体流经如阀门、弯管、通流截面变化等局部阻力处所引起的压力损失。2222vpr22121AA局部阻力损失系数六.管路系统中的总压力损失管路系统中的总压力损失等于所有直管的沿程压力损失和局部压力损失之和。2222VVdlp孔口流动孔口液流特性：节流：突然收缩处的流动叫节流。节流装置：截面突然收缩的装置，如节流阀。一般采用孔口来实现节流。液体流经孔口时，会产生局部压力损失，使系统发热，泄漏增加。但是，在液压传动和控制中又必须利用孔口来实现节流的目的。一、薄壁小孔5.0dlld：通流长度：孔径——薄壁小孔1.流经薄壁小孔的流量AACc0收缩系数：0AA：收缩截面面积：孔口截面积收缩系数取决于雷诺数、孔口及其边缘形状、孔口离管道侧壁的距离等。7dD：完全收缩22222222211vvpvppCppvv2211212pACqd2cvdCCC——小孔流量系数2.流经细长小孔的流量4dl——细长小孔液体流经细长小孔时，一般都是层流状态。pAldq322•通过孔口的流量与孔口的面积、孔口前后的压力差以及孔口形式决定的特性系数有关。3.薄壁小孔与细长小孔的比较薄壁小孔细长小孔流量与粘度、温度无关流量受粘度、温度影响流量与压力差呈非线性关系流量与压力差一次方成正比mpKAq5.0m1m例试推导流经滑阀和锥阀阀口的流量公式课堂练习液压装置导管全长25m，管径20mm，液流速度3m/s，油粘度30×10-6m2/s，密度900kg/m3，求压力损失等于多少？有一薄壁节流小孔，通过流量25L/min时，压力损失为0.3MPa，试求节流孔的通流面积，设流量系数为0.61，油的密度为900kg/m3。