第五章 圓管流動

1、111第5章圓管流動圓管流動一.學(xué)習(xí)目的和任目的和任務(wù)1.本章學(xué)習(xí)目的（1）掌握流體流動的兩種狀態(tài)與雷諾數(shù)之間的關(guān)系；（2）切實掌握計算阻力損失的知識，為管路計算打基礎(chǔ)。2.本章學(xué)習(xí)任務(wù)了解雷諾實驗過程及層流、紊流的流態(tài)特點，熟練掌握流態(tài)判別標(biāo)準(zhǔn)；掌握圓管層流基本規(guī)律，了解紊流的機理和脈動、時均化以及混合長度理論；了解尼古拉茲實驗和莫迪圖的使用，掌握阻力系數(shù)的確定方法；理解流動阻力的兩種形式，掌握管路沿程損失和局部損失的計算；了解邊界層

2、概念、邊界層分離和繞流阻力。二.重點、重點、難點重點：雷諾數(shù)及流態(tài)判別，圓管層流運動規(guī)律，沿程阻力系數(shù)的確定，沿程損失和局部損失計算。難點：紊流流速分布和紊流阻力分析。由于實際流體存在黏性，流體在圓管中流動會受到阻力的作用，從而引起流體能量的損失。本章將主要討論實際流體在圓管內(nèi)流動的情況和能量損失的計算。5.15.1雷諾雷諾(Osbne(OsbneReynolds)Reynolds)實驗和流態(tài)判據(jù)實驗和流態(tài)判據(jù)5.1.1雷諾實驗雷諾實驗

3、1883年，英國科學(xué)家雷諾通過實驗發(fā)現(xiàn)，流體在流動時存在兩種不同的狀態(tài)，對應(yīng)的流體微團運動呈現(xiàn)完全不同的規(guī)律。這就是著名的雷諾實驗，它是流體力學(xué)中最重要實驗之一。圖5－1雷諾(OsbneReynolds)實驗圖5－2雷諾實驗結(jié)果113雷諾數(shù)（Reynoldsnumber）——作為判別流動狀態(tài)的準(zhǔn)則。雷諾數(shù)Re為(5.11)Reudud?????式中――流體密度，kgm3；?——管內(nèi)平均流速，ms；u——動力黏度，Pa.s；?——運動黏度

4、，m2s；????——圓管直徑，對于非圓管為水力直徑，m。d水力直徑可表示為d(5.12)?Ad4?式中——過流斷面面積。A——過流斷面上流體與壁面接觸的周界，稱為濕周長度。?雷諾實驗及其他大量的實驗表明，與下臨界流速對應(yīng)的雷諾數(shù)幾乎不變，約為（稱為下臨界雷諾數(shù)），而與上臨界流速對應(yīng)的雷諾數(shù)隨實驗條件不同在Re2320c?2320~13800的范圍內(nèi)變化。對于工程實際來說可取下臨界雷諾數(shù)為判別，即:時為層流；時為湍流。ReRec?ReR