第二章-2液体的流态及水头损失及动量定理

§2-2液体流动的型态及损失一、雷诺实验(Reynoldsexperiment)dydusPamsN;/:2运动粘度读：牛)/(000221.00337.0101775.022scmtt水的运动粘度的经验公式：——上临界流速（不固定，视水流的受干扰程度不同而不同），层流向紊流转换的临界流速——下临界流速（固定），紊流向层流转换的临界流速dcdcdcdccccccvcv无量纲数，雷诺数大量实验：层流——下临界雷诺数，用来判断流态的标准——上临界雷诺数，受水流受干扰程度而定12000~40000dRe2000Redcc2000ReReccRecRe二、雷诺数的物理实质水流的流态由惯性力和粘性力所起的作用大小所决定紊流：惯性力起主导作用层流：粘性力起主导作用粘性力惯性力~Red层流与紊流的根本区别在于有无流层间的掺混。由层流转变成紊流的两个必不可少的条件：①涡体（Eddies）的形成②形成的涡体脱离原流层，掺入邻近的流层。三、水头损失的物理概念、水头损失的分类——沿程水头损失(Frictionheadloss)①边界对水流的摩擦阻力损失一部分机械能②流层之间的相互摩擦力损失一部分机械能③紊流、大小尺度不同的旋涡——局部水头损失(Localheadloss)，边界层的分离产生旋涡要产生额外的水头损失，由于边界形状突然改变而产生的。fhjhjhjfwhhh四、均匀流沿程损失的达西公式计算方法达西—魏斯巴哈公式（Darcy-Weisbachequation）：——沿程阻力系数，沿程水头损失系数（Frictionfactor）gRlgdlhf24222圆管层流的沿程损失系数：1933年，尼古拉兹在圆管壁上均匀粘结直径为ks的砂粒，进行了试验。ks/d为相对粗糙度。试验成果分析1.层流，与理论结果一致，实验点落在ab上（L线）。2.流态过渡区，T曲线。3.（a）实验点落在直线cd上，紊流光滑区，，的不同决定于离开此曲线早晚不同。（b）实验点落在cd线与ef线之间，紊流过渡区，（c）实验点落在ef线右侧，紊流粗糙区，2000ReRe64Ref4000Re20004000Re，阻力平方区。2fhRef计算的经验公式1.紊流光滑区：尼古拉兹公式：布拉休斯公式：2.紊流粗糙区：8.0Relg214/1Re316.075.1fh510Re40003.紊流过渡区：很复杂，人工粗糙管与自然粗糙管有所区别。柯列布鲁克公式：计算λ的方法：1）根据Re假设流区：2）选择相应公式计算λ3）根据λ校核所设流区是否合理，合理结束，不合理重新从1）开始循环试算。五、均匀流沿程水头损失的谢才公式计算方法1969年，谢才公式：c——谢才系数，RJc谢才系数的计算曼宁公式：n粗糙系数，简称糙率，水力半径R单位为m适用范围：n0.02、R0.5m；巴甫洛夫斯基公式：6/11RncyRnc1例直径为0.9m的钢制管道,长L=1800m，糙率n=0.011，输送重油流量为60000m3/d，试计算管道的沿程损失。解R=d/4=0.225m，Q=0.694m3/s，V=1.092m/s，按曼宁公式：C=70.9管道的沿程损失=1.896m按巴甫洛夫斯基公式：C=74.8管道的沿程损失=1.702m六、局部水头损失(Localheadloss)的计算圆管突然扩大：221121112AAghj排海管道轴线图如上图，求：管道入口A点的压强水头HA，管道出口E、G的流速VE、VG。例七、动量定理思考题：1）闸门受到的静水压力2）闸门关闭时受到的推力静水压力10*4*4/2*6=480kN推力10*5*5/2*6-10*1*1/2*6=720kN工程判断