流体力学精品课件:第6章 能量损失及管路计算(32学时).pptx
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- 流体力学精品课件:第6章 能量损失及管路计算32学时 流体力学 精品 课件 能量 损失 管路 计算 32 学时
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1、流体力学,流体力学,中国矿业大学电力工程学院,第六章,第六章 能量损失及管路计算,6.1 沿程阻力系数,6.2 局部阻力系数,6.3 管路计算,6.4 有压管路中的水击,6.5 明渠均匀流,6.1 沿程阻力系数,一、尼古拉兹实验,(1)层流区:,(2)第一过渡区: 2320Re4000,为层流向紊流过渡的不稳定区域。该区没有经验公式,实际计算时,可借用水力光滑管区的经验公式。,6.1 沿程阻力系数,(4)第二过渡区:,(5)水力粗糙区:,(3)水力光滑区:,6.1 沿程阻力系数,二、莫迪图,莫迪图用各种工业管道进行大量实验,将实验结果绘制成下图所示的曲线。,6.2 局部阻力系数,一、管道截面突
2、然扩大,取1-1、2-2截面及之间的管壁为控制体。由动量方程:,局部损失:,对截面1-1与2-2列出伯努利方程:,实验证明,作用于扩大管凸肩圆环上的压力:,6.2 局部阻力系数,控制体所受合力为:,由以上各式联立,得:,局部损失系数为:,(按小截面流速计算),(按大截面流速计算),由连续性方程:,6.2 局部阻力系数,二、管道截面逐渐缩小,截面逐渐缩小的局部损失为:,沿程阻力系数 取进出口的平均值。,三、局部装置的当量管长,四、能量损失的叠加,6.3 管路计算,简单管路,指管道的直径和壁面粗糙度沿程不变的一根管子或数根管子串联在一起的管道系统。,复杂管路,复杂管路由若干条简单管路以一定方式组合
3、而成,按组合形式不同复杂管路又可分为串联管路、并联管路、分支管路和管网。,管路计算原则,总流伯努利方程和能量损失基本公式的综合应用。,6.3 管路计算,一、简单管路,计算步骤:,这类问题相当于管路铺设后(已知管路的几何尺),要求能够满足一定过流能力的水泵扬程。,第一类:已知 、 、 、 、 ,求,(a) 由流量和直径可求出管内流速:,(b) 确定雷诺数:,(c) 由雷诺数和相对粗糙度,可确定:,(d) 根据达西公式可求出沿程阻力损失:,6.3 管路计算,计算步骤:,这类问题相当于管路铺设后,在一定的阻力损失下(即水泵扬程已定),计算管路的过流能力。,第二类:已知 , , , , ,求,(a)
4、根据达西公式:,(b) 任取一个 1,由上式可得流速 v1,并计算雷诺数 Re1,(c) 由该雷诺数 Re1和管路的相对粗糙度,可计算出一个新的沿程阻力系数 2,(d) 比较 1与 2的大小,如果两者的误差比给定的精度大,则取 = 2,再回到(b)循环计算。,6.3 管路计算,计算步骤:,这类问题相当于在一定的阻力损失下(即水泵扬程已定),设计满足给定过流能力的管路尺寸。,第三类:已知 , , , , ,求,(b) 任取一个 d1,由流量可得流速 v1,并计算雷诺数 Re1,(c) 由该雷诺数 Re1和管路的相对粗糙度,可计算出一个沿程阻力系数 1,(d) 根据上面推导出的直径表达式,求得一个
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