流动阻力和水头损失
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（1） 在OA段，V Vk， m1 1.0。
hf V1.0 （2）在DE段，V Vk， m 21.7~ 52.0
hf V1.75~2.0
（3) 在AD段，流动状态不稳定，为过渡区。
16.11.2019
Tianjin Institute of
三. 流态的判别—雷诺数(Reynolds nUrubmanbCeorn)struction
弯管
闸 门
流动急剧调整产生的流动阻力为局部阻力；
总的水头损失为：
h l hf＋hj
16.11.2019
二 、 能量损失的计算公式
Tianjin Institute of Urban Construction
1. 沿程水头损失
hf
l
d
v2 2g
2. 局部水头损失
hj
v2 2g
或
pf
A (bm)h
Rb2h1m2
m
h
b
Re ρ vR μ
＝Re > Rek ＝ 500 紊流
16.11.2019
Tianjin Institute of Urban Construction
【 例4-1 】 已知：d0.02m5，1.0ms ， 1.3 11 06m2s
求：（1）判别流态;
设备和热动
Tianjin Institute of Urban Construction
Hinze：紊流是一个相当熟悉的概念，但至今仍不能给 出一个很好的定义，使其能评价其特征。 杨本洛: 对一个以不规则作为必要条件写出的现象，试 图寻找它的规则的研究是永远不会成功的。
为什么雷诺数可以作为判别流态的一般准则?
2）由于固体边界的影响，液流内部质点间产生相对运动。
（外因）
y
切
应
力
流速分布
分
布τ
u
16.11.2019
液体经过时的局部损失包括五段：
Tianjin Institute of Urban Construction
进口、突然放大、突然缩小、弯管和闸门。
进口 突然放大 突然缩小
弯管
16.11.2019
16.11.2019
Tianjin Institute of
一、层流与紊流( Laminar and TurbulentUfrlbaonw)Construction
各液层之间毫不相混，这种 分层有规律的流动－层流
16.11.2019
Tianjin Institute of Urban Construction
层流受扰动后，当粘性的稳定作用起主导作用时，扰动 就受到粘性的阻滞而衰减下来，层流就是稳定的。当扰动占 上风时，粘性的稳定作用无法克服使扰动衰减下来，于是扰 动便变为紊流。因此，流动呈现何流动状态，取决于扰动的 惯性作用和粘性的稳定作用相互斗争的结果。
16.11.2019
Tianjin Institute of Urban Construction
沿程损失与局部损失的特征，当量粗糙度、当量直径 的概念，紊流沿程阻力系数的计算
16.11.2019
第一节
水头损失的概念及分类 Tianjin Institute of Urban Construction
一、水流阻力与水头损失
1. 水头损失产生的原因：
du dy
1）液体具有粘滞性；（内因）
l
d
v2
2
或
pj
v2
2
！关键是各种流动条件下无因次系数 和 的计算。
16.11.2019
第二节
雷诺实验
层流与紊流 Tianjin Institute of Urban Construction
大量的实践表明，沿程损失的规律与流体运动状态密 切相关，雷诺（Reynolds）通过大量实验研究后，发现 实际流体运动存在着两种不同的状态，即层流 （laminar flow）和紊（湍）流（Turbulent flow）两 种流动类型。两种流动类型中沿程损失规律大不相同。 下面来介绍雷诺是如何发现流体运动的这两种流态的。
Tianjin Institute of Urban Construction
水力学C
第4章 流动阻力和水头损失
能源与机械工程系
16.11.2019
【教学重点】
Tianjin Institute of Urban Construction
1．实际流体的两种流动型态的判别 ； 2．均匀流的基本方程； 3．圆管层流与紊流的流速分布； 4．沿程阻力系数及沿程水头损失的计算; 5. 局部水头损失的计算 。
运动轨迹极不规则，各部分 流体剧烈掺混－紊（湍）流
16.11.2019
二、h f 与V 之间的关系
Tianjin Institute of Urban Construction
OABD：流速由小 到大。
EDCAO ： 流 速 由 大到小。
16.11.2019
Tianjin Institute of Urban Construction
雷诺数： Re Vd
临界雷诺数：Rek
Fra Baidu bibliotek
Vkd
对于圆管：
Rek
vkd
2000
层 流 ：R e v d 2 0 0 0 ν
紊 流 :Re vd 2000 ν
16.11.2019
流16体.11力.2学019
设备和热动
明渠
Tianjin Institute of Urban Construction
（2）求临界速度k ?
解：
（1） Red19102000（0紊流）
（2） 2000kd ＝＞
k 0.10m 5s
16.11.2019
四、 紊流的成因
Tianjin Institute of Urban Construction
16.11.2019
流16体.11力.2学019
雷诺数反映了惯性力和粘滞力的对比关系。
惯性力 maL3L/T2L3v2/L 粘滞力 μAddunμL2v/L 惯 粘性 滞力 力 μLL32vv2//LLρV LRe
闸 门
2、水头损失的分类
沿程损失hf
hf 1
hf 2
Tianjin Institute of Urban Construction
hf 3
hf 4
沿程都有并随沿程长度而增加的能量损失，称作沿程水头损
失，常用hf表示。
16.11.2019
局部损失 进口 突然放大 突然缩小
Tianjin Institute of Urban Construction
hf V1.0 （2）在DE段，V Vk， m 21.7~ 52.0
hf V1.75~2.0
（3) 在AD段，流动状态不稳定，为过渡区。
16.11.2019
Tianjin Institute of
三. 流态的判别—雷诺数(Reynolds nUrubmanbCeorn)struction
弯管
闸 门
流动急剧调整产生的流动阻力为局部阻力；
总的水头损失为：
h l hf＋hj
16.11.2019
二 、 能量损失的计算公式
Tianjin Institute of Urban Construction
1. 沿程水头损失
hf
l
d
v2 2g
2. 局部水头损失
hj
v2 2g
或
pf
A (bm)h
Rb2h1m2
m
h
b
Re ρ vR μ
＝Re > Rek ＝ 500 紊流
16.11.2019
Tianjin Institute of Urban Construction
【 例4-1 】 已知：d0.02m5，1.0ms ， 1.3 11 06m2s
求：（1）判别流态;
设备和热动
Tianjin Institute of Urban Construction
Hinze：紊流是一个相当熟悉的概念，但至今仍不能给 出一个很好的定义，使其能评价其特征。 杨本洛: 对一个以不规则作为必要条件写出的现象，试 图寻找它的规则的研究是永远不会成功的。
为什么雷诺数可以作为判别流态的一般准则?
2）由于固体边界的影响，液流内部质点间产生相对运动。
（外因）
y
切
应
力
流速分布
分
布τ
u
16.11.2019
液体经过时的局部损失包括五段：
Tianjin Institute of Urban Construction
进口、突然放大、突然缩小、弯管和闸门。
进口 突然放大 突然缩小
弯管
16.11.2019
16.11.2019
Tianjin Institute of
一、层流与紊流( Laminar and TurbulentUfrlbaonw)Construction
各液层之间毫不相混，这种 分层有规律的流动－层流
16.11.2019
Tianjin Institute of Urban Construction
层流受扰动后，当粘性的稳定作用起主导作用时，扰动 就受到粘性的阻滞而衰减下来，层流就是稳定的。当扰动占 上风时，粘性的稳定作用无法克服使扰动衰减下来，于是扰 动便变为紊流。因此，流动呈现何流动状态，取决于扰动的 惯性作用和粘性的稳定作用相互斗争的结果。
16.11.2019
Tianjin Institute of Urban Construction
沿程损失与局部损失的特征，当量粗糙度、当量直径 的概念，紊流沿程阻力系数的计算
16.11.2019
第一节
水头损失的概念及分类 Tianjin Institute of Urban Construction
一、水流阻力与水头损失
1. 水头损失产生的原因：
du dy
1）液体具有粘滞性；（内因）
l
d
v2
2
或
pj
v2
2
！关键是各种流动条件下无因次系数 和 的计算。
16.11.2019
第二节
雷诺实验
层流与紊流 Tianjin Institute of Urban Construction
大量的实践表明，沿程损失的规律与流体运动状态密 切相关，雷诺（Reynolds）通过大量实验研究后，发现 实际流体运动存在着两种不同的状态，即层流 （laminar flow）和紊（湍）流（Turbulent flow）两 种流动类型。两种流动类型中沿程损失规律大不相同。 下面来介绍雷诺是如何发现流体运动的这两种流态的。
Tianjin Institute of Urban Construction
水力学C
第4章 流动阻力和水头损失
能源与机械工程系
16.11.2019
【教学重点】
Tianjin Institute of Urban Construction
1．实际流体的两种流动型态的判别 ； 2．均匀流的基本方程； 3．圆管层流与紊流的流速分布； 4．沿程阻力系数及沿程水头损失的计算; 5. 局部水头损失的计算 。
运动轨迹极不规则，各部分 流体剧烈掺混－紊（湍）流
16.11.2019
二、h f 与V 之间的关系
Tianjin Institute of Urban Construction
OABD：流速由小 到大。
EDCAO ： 流 速 由 大到小。
16.11.2019
Tianjin Institute of Urban Construction
雷诺数： Re Vd
临界雷诺数：Rek
Fra Baidu bibliotek
Vkd
对于圆管：
Rek
vkd
2000
层 流 ：R e v d 2 0 0 0 ν
紊 流 :Re vd 2000 ν
16.11.2019
流16体.11力.2学019
设备和热动
明渠
Tianjin Institute of Urban Construction
（2）求临界速度k ?
解：
（1） Red19102000（0紊流）
（2） 2000kd ＝＞
k 0.10m 5s
16.11.2019
四、 紊流的成因
Tianjin Institute of Urban Construction
16.11.2019
流16体.11力.2学019
雷诺数反映了惯性力和粘滞力的对比关系。
惯性力 maL3L/T2L3v2/L 粘滞力 μAddunμL2v/L 惯 粘性 滞力 力 μLL32vv2//LLρV LRe
闸 门
2、水头损失的分类
沿程损失hf
hf 1
hf 2
Tianjin Institute of Urban Construction
hf 3
hf 4
沿程都有并随沿程长度而增加的能量损失，称作沿程水头损
失，常用hf表示。
16.11.2019
局部损失 进口 突然放大 突然缩小
Tianjin Institute of Urban Construction