第五章有壓管流動(dòng)及能量損失new

1、工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失水泵Hsz1z2Hg21222222111122LhgvgpzHgvgpz21212112mfgLgwhhHhHhzzH 在管路系統(tǒng)中，水泵的揚(yáng)程在管路系統(tǒng)中，水泵的揚(yáng)程H H用于使水提升幾何給水高度用于使水提升幾何給水高度H Hg g和和克服管路中的水頭損失克服管路中的水頭損失h hL L1-21-2。水泵揚(yáng)程水泵揚(yáng)程H H ? ?工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失

2、第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.1 5.1 沿程損失和局部損失沿程損失和局部損失5.1.1 沿程損失沿流程上流體與壁面以及流體本身內(nèi)部摩擦而產(chǎn)生的能量損失（用hf來表示）。L：管長(zhǎng)，d：管徑，V：管斷面平均速度，：沿程阻力系數(shù)。gVdh2f2L計(jì)算公式：恒定總流伯努利方程恒定總流伯努利方程2- 1222222111122l+hgV+zp=gV+zp? ?工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.1.2 局部損失流動(dòng)中，由于邊界急劇變化（如管徑突然變大或變??；彎管引起流速方向改變；或閥門、三通等）而產(chǎn)生的局部能量損失(一般用hm表示)。V：斷面平

3、均速度， ：局部阻力系數(shù)。若為管路系統(tǒng)，能量損失應(yīng)是各段沿程損失和局部損失之和，即g2V+g2VdL=h+h=h22mfLgVh2m2計(jì)算公式：工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失一個(gè)簡(jiǎn)單的管路系統(tǒng)一個(gè)簡(jiǎn)單的管路系統(tǒng)21222222111122-l+hgV+zp=gV+zp2gV+2gVdL=h222-l11.1.總流伯努利方程總流伯努利方程2.2.沿程損失和局部損失沿程損失和局部損失工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.2 5.2 層流和紊流層流和紊流5.2.1 雷諾實(shí)驗(yàn)流體分層運(yùn)動(dòng)，各

4、層間互不干擾、互不相混的流動(dòng)狀態(tài)層流層流( (圖圖a)a)。流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)彼此混雜、互相干擾，完全無(wú)規(guī)則的流動(dòng)狀態(tài)紊流紊流( (圖圖c)c)。Osborne Reynolds (1842-1916)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.2.2 臨界雷諾數(shù)經(jīng)過試驗(yàn)，流動(dòng)狀態(tài)不僅和流速V有關(guān)，還與管徑d、流體動(dòng)力粘度和密度有關(guān)。以上四個(gè)參數(shù)組成一個(gè)無(wú)量綱無(wú)量綱數(shù)雷諾數(shù)Re對(duì)應(yīng)臨界流速 的雷諾數(shù)臨界雷諾數(shù)Rek實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)管徑或流動(dòng)介質(zhì)不同時(shí)，V Vk k不同,

5、但對(duì)于任何管徑和任何種類的牛頓流體，判別流態(tài)的ReRek k都是相同。dVRe)2300(2000/RedVkk)2300(2000ReRek層流kV工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.2.3 流態(tài)分析當(dāng)當(dāng)ReRe較小時(shí)較小時(shí)，粘性力作用大，對(duì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)起約束作用，流體質(zhì)點(diǎn)表現(xiàn)為有秩序互不摻混的層流狀態(tài)； L/VLT/LLam2323慣性力 L/VLdyduA2粘性力 Re223LVL/VLL/VL粘性力慣性力4000 ReRek過渡4000Re紊流2000kReRe工程上，一般工程上，一般 都認(rèn)定為紊流。都認(rèn)定為紊流。工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程

6、流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失當(dāng)當(dāng)ReReReRek k，慣性力起主導(dǎo)作用，粘性力控制減弱，不足以控制和約束外界擾動(dòng)，慣性力將微小擾動(dòng)不斷擴(kuò)大，形成紊流。5.2.4 層流與紊流的水頭損失規(guī)律由伯努利方程，根據(jù)測(cè)壓管水柱高差，即可得到此管段的水頭損失；改變流量，可逐次測(cè)量出層流與紊流兩種情況下的V及對(duì)應(yīng)的hf值。pphf21工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失層流層流層流時(shí)層流時(shí)，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)落在一條與橫軸成45的直線上，該直線方程為：沿程損失與速度的一次方成正比。紊流紊流紊流時(shí)紊流時(shí)，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)落在一條與橫軸成角的

7、直線上，該直線方程為：VgkgVgkhf111145tan1lgVkhf1mfVgkgVgkgh2211tan11mfVkh2)(.m62632160:0275145lghfcclgk1lgk21gVlgVclgVc工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.3 5.3 沿程損失與切應(yīng)力的關(guān)系沿程損失與切應(yīng)力的關(guān)系如圖，在均勻流中，任取一流束，半徑為r，長(zhǎng)為L(zhǎng)，11，22斷面距基準(zhǔn)分別為z1、z2。5.3.15.3.1 運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析21222222111122LhgVpzgVpz1,VV2121 均勻流fmfLhhhh21而此時(shí))p(z)p(

8、zhf2211z1z2p1p2LGp1p2工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.3.2 受力分析在均勻流中，流體質(zhì)點(diǎn)作等速運(yùn)動(dòng)，其慣性力為零，沿流動(dòng)方向作用在流束上的力處于平衡狀態(tài)。02coscos222121rLALrprpAGApApFLzz12cos而代入上式rL)p(z)p(z22211得LhrrLhff22或LhJf令單位長(zhǎng)度的沿程損失z1z2p1p2LGp1p2工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失討論：1) 若 ，則 2) 由得0rr 00rrgVdLhf22200020812

9、22VrLgVrLJr2則Jr200V*080V得摩擦速度以上討論，并沒有涉及流態(tài)既適用于層流，亦適用于紊流。工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.4 5.4 圓管層流的沿程阻力系數(shù)圓管層流的沿程阻力系數(shù)當(dāng)流態(tài)為層流時(shí)，切應(yīng)力滿足牛頓內(nèi)磨擦定律drdudydudrduJr2rdrJdu2)r(rJu2204Jr2將 代入上式得積分，并代入邊界條件00urr時(shí)，得工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失討論：1)從該式 可知圓管均勻?qū)恿魉俣确植际且粋€(gè)旋轉(zhuǎn)拋物面旋轉(zhuǎn)拋物面。2)圓管斷面最大速度 在

10、 r=0 管軸心處。3) 斷面平均速度2022002082410rJrdr)r(rJrAQVr20max4rJumax21uV 比較以上兩式可知比較以上兩式可知VdVrLhJrJVL2202032884) 由得)r(rJu2204工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失 圓管層流沿程阻力系數(shù)表達(dá)式圓管層流沿程阻力系數(shù)表達(dá)式gVdLhf22與比較Re6464Vd 得d0maxyrdrR 圓管層流的速度分布與切應(yīng)力分布VdLhf232（與V成一次方）)232(22gVdLVdL工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中

11、流動(dòng)及能量損失例5-1 圓管直徑 ，管長(zhǎng) ，輸送運(yùn)動(dòng)黏度 的石油，流量 ，求沿程損失。mmd2001000m=lscm /6 . 12hmqV/1443解: 判別流動(dòng)狀態(tài)20005 .1587106 . 12 . 027. 1Re4Vd為層流為層流 smdqVV/27. 12 . 014. 336001444422油柱）(57.16806. 9227. 12 . 010005 .1587642642222fmgVdlRegVdlh工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失例5-2 在管徑，管長(zhǎng) 的圓管中，冷凍機(jī)潤(rùn)滑油作層流運(yùn)動(dòng)，測(cè)得流量 ，水頭損失

12、 ，試求油的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)？解：管中潤(rùn)滑油的平均流速cmd165664ReRe64. 是層流/scm.Vd28216561102RemL5/scmQ380oilmhf30cm/sAQV10213122.gVdLhf沿程阻力系數(shù)為工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.5 5.5 圓管中的紊流圓管中的紊流5.5.1 紊流脈動(dòng)與時(shí)均法紊流流動(dòng)是極不規(guī)則的流動(dòng)，這種不規(guī)則性主要體現(xiàn)在紊流的脈動(dòng)現(xiàn)象。所謂脈動(dòng)現(xiàn)象，就是諸如速度、壓強(qiáng)等空間點(diǎn)上的物理量隨時(shí)間的變化作無(wú)規(guī)則的隨機(jī)的變動(dòng)。層流中嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)無(wú)法層流中嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)無(wú)法在紊流中應(yīng)用，只能借助

13、一些半經(jīng)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)。在紊流中應(yīng)用，只能借助一些半經(jīng)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)。 在作相同條件下的重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí),所得瞬時(shí)值不相同,但多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值趨于一致。工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失 由于脈動(dòng)的隨機(jī)性，自然地，統(tǒng)計(jì)平均法就是處理紊流流動(dòng)的基本手段。T時(shí)間段的ux的時(shí)間平均值稱為該點(diǎn)的時(shí)均時(shí)均速度。顯然，瞬時(shí)值與平均值之差為脈動(dòng)值，用“”表示。dtuTuTxx01xxxuuu流場(chǎng)中某空間點(diǎn)（如流場(chǎng)中某空間點(diǎn)（如M M點(diǎn)）上速度隨時(shí)間的變化曲線點(diǎn)）上速度隨時(shí)間的變化曲線工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓

14、管中流動(dòng)及能量損失iiiuuu工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失iiiuuu工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失iiiuuu工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失iiiuuu工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失iiiuuudtuTudtuTdtuTuTxxTxTxx000111010dtuTTx得脈動(dòng)速度的時(shí)均值為零脈動(dòng)速度的時(shí)均值為零工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能

15、量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失 在紊流狀態(tài)，流體質(zhì)點(diǎn)作雜亂無(wú)章的脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)，在紊流狀態(tài)，流體質(zhì)點(diǎn)作雜亂無(wú)章的脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其脈動(dòng)速度有正、有負(fù)，但在一定時(shí)間間隔內(nèi)，脈其脈動(dòng)速度有正、有負(fù)，但在一定時(shí)間間隔內(nèi)，脈動(dòng)速度的時(shí)均值為零。動(dòng)速度的時(shí)均值為零。同理，在紊流，還可以得到同理，在紊流，還可以得到5.5.2 紊流的定常流動(dòng)紊流的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)總是非恒定的，而時(shí)均運(yùn)動(dòng)可時(shí)均運(yùn)動(dòng)可能是非恒定的，也可能是恒定的能是非恒定的，也可能是恒定的。在紊流中，如果所有流動(dòng)參數(shù)的時(shí)均值不隨時(shí)間變化恒定流動(dòng)，否則為非恒定流動(dòng)。ppp工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5

16、.5.3 紊流阻力由于各流層間相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的粘性切應(yīng)力由于脈動(dòng)引起動(dòng)量交換產(chǎn)生的慣性切應(yīng)力 對(duì)于 ：如圖，在定常流中，時(shí)均速度沿x方向，脈動(dòng)速度沿x和y方向的分量分別為 和 ，任取一水平截面A-A，設(shè)在某一瞬時(shí)，原來位于低流速層a點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)，以xuyutt即dyud 可由牛頓內(nèi)磨擦定律計(jì)算：AAaaxuxxuuxt工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失脈動(dòng)速度 向上流動(dòng)，穿過A-A截面到達(dá) 點(diǎn)。則：1) 單位時(shí)間內(nèi)通過A-A截面單位面積的流體質(zhì)量為 。 2) 單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的動(dòng)量為 3) 由動(dòng)量定律，動(dòng)量的變化率等于作用力。此時(shí)，動(dòng)量變

17、化率 通過截面A-A的動(dòng)量流量。作用力 沿x方向單位面積上的切向作用力慣性切應(yīng)力。yu a)uu(uxxyyu)uu(uxxytyxxTyxTyuudtuuTdtuuT0011（對(duì)取時(shí)均值）tAAaaxuxxuux工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失4) 慣性切應(yīng)力正負(fù)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)由下往上脈動(dòng)時(shí)， 。由于a處X方向的時(shí)均速度 處x方向的時(shí)均速度，故，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)由 時(shí)，會(huì)對(duì)該處原有的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)起阻滯作用，產(chǎn)生負(fù)的沿x方向的脈動(dòng)流速 ；相反從上到下層會(huì)產(chǎn)生 ，但 ；無(wú)論哪一種情況: ，為保證切應(yīng)力非負(fù)：axuaa0uy0ux0yxuuyxtuuyxtuu0

18、yu0 xuyxtuudyudAAaaxuxxuux工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.6 5.6 混合長(zhǎng)度理論混合長(zhǎng)度理論(Mixing Length Theory)(Mixing Length Theory) 1) 摻混類似于氣體分子運(yùn)動(dòng)，而流體微團(tuán)以 的速度自由的經(jīng)過一段路程L，才與該層其他微團(tuán)碰撞摻混。 2) 流體微團(tuán)的縱向脈動(dòng)速度 與橫向脈動(dòng)速度 的大小是屬于同一個(gè)數(shù)量級(jí)。 3) 脈動(dòng)速度 與 與流層時(shí)均速度差 成正比。yuLdyud)(yuLdyud)(yu)(yu)(yuu1112xuyuxuyuxudyudLuuuyxLy

19、2y1xu工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失22)dyud(Lt則22LcL令22)dyud(Lcuuyx 討論討論:1):1)粘性切應(yīng)力與紊流切應(yīng)力的影響在有效截面粘性切應(yīng)力與紊流切應(yīng)力的影響在有效截面上的各處是不同的，在接近管壁的地方粘性摩擦切應(yīng)上的各處是不同的，在接近管壁的地方粘性摩擦切應(yīng)力起主要作用，第二項(xiàng)可略去不計(jì)；但在大部分區(qū)域，力起主要作用，第二項(xiàng)可略去不計(jì)；但在大部分區(qū)域，流體質(zhì)點(diǎn)之間混雜強(qiáng)烈，紊流切應(yīng)力起主要作用，故流體質(zhì)點(diǎn)之間混雜強(qiáng)烈，紊流切應(yīng)力起主要作用，故可略去等號(hào)右邊的第一項(xiàng)?？陕匀サ忍?hào)右邊的第一項(xiàng)。22)dyud

20、(Ldyudt紊流中心紊流中心過渡層過渡層 粘性底層粘性底層 紊流結(jié)構(gòu)紊流結(jié)構(gòu)（L:混合長(zhǎng)長(zhǎng)度）普朗特普朗特混合長(zhǎng)理論混合長(zhǎng)理論（Prandtl Mixing Length Theory) 工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失kyL 忽略粘性切應(yīng)力時(shí)，在壁面附近0t ,而壁面222220)dyud(yk)dyud(Lt則ydykVydykud01cnykVu1紊流層流eRuLdyudLdyuddyudL=222)()(t2)2)雷諾數(shù)越大雷諾數(shù)越大, ,紊流越劇烈紊流越劇烈, ,粘性的影響就越小粘性的影響就越小, ,當(dāng)雷當(dāng)雷諾數(shù)很大時(shí)諾數(shù)很大

21、時(shí), ,第一項(xiàng)也可以略去。第一項(xiàng)也可以略去。3)3)紊流的速度分布紊流的速度分布紊流的速度分布是對(duì)數(shù)分布紊流的速度分布是對(duì)數(shù)分布工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失 圓管紊流流速分布還可以近似地用一個(gè)簡(jiǎn)單的指數(shù)規(guī)律表示：則平均流速V與最大流速之比 ，可由下式求得：指數(shù)n隨雷諾數(shù)Re而變化，在不同指數(shù)n下的V與的此值見下表。dyyr2ryudyyr2uuudyyr2urV0n10r0max0maxr0maxr0020000n10maxryuumaxu1n21nn2uV2max即yr0y yumaxumaxu工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章

22、有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失由上表知，當(dāng) 時(shí)， (常用)。這就是紊流的七分之一次方七分之一次方規(guī)律公式。 同時(shí)表中列出了平均流速V與最大流速 在不同雷諾數(shù)Re下的比值。故可由管軸處最大流速，用上表內(nèi)的比值換算出平均流速，即可求出流量。5101 . 1Re7n710maxryuuRe4.01032.31041.11.110105 51.11062.01063.2106n6.06.67.07.08.81010V/umax0.7910.8080.8170.8170.8490.8650.865maxuvon Karman工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失

23、第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.7 5.7 圓管紊流流動(dòng)沿程損失圓管紊流流動(dòng)沿程損失5.7.1 尼古拉茲實(shí)驗(yàn)研究沿程阻力系數(shù)，首先分析影響的因素:層流=64/Re，僅與Re有關(guān)，與管壁粗糙無(wú)關(guān)。 壁面粗糙在一定條件下成為產(chǎn)生慣性阻力的主要外因壁面粗糙在一定條件下成為產(chǎn)生慣性阻力的主要外因)dk,f(Re 紊流阻力紊流阻力兩部份組成粘性阻力慣性阻力 尼古拉茲將不同管徑的管道內(nèi)壁均勻地粘涂上經(jīng)過篩分尼古拉茲將不同管徑的管道內(nèi)壁均勻地粘涂上經(jīng)過篩分具有同粒徑的砂粒，以制成人工粗糙管道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)具有同粒徑的砂粒，以制成人工粗糙管道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)范圍雷諾數(shù)范圍雷諾數(shù) ，相對(duì)粗糙度，相對(duì)粗糙度

24、 ， 實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)（1933-19341933-1934年）曲線如下所示。年）曲線如下所示。610500=Re30110141=dk工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.0ded=5.85.4 5.6d6.0fdddd150410141252111203016113.4lg(100l)0.70.60.50.40.30.2b2.6 2.83.23.01.11.00.90.8a5.2lg Re3.83.64.0 4.2c4.84.64.4Johann Nikuradse in 1933工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第

25、五章有壓管中流動(dòng)及能量損失1) 區(qū)域：不論 如何變化，都集中在一條直線上表明僅隨Re，與相對(duì)粗糙度無(wú)關(guān)。（此為層流運(yùn)動(dòng)，證明了理論推導(dǎo)的結(jié)果）2) 區(qū)域：層流紊流轉(zhuǎn)換。3) 區(qū)域：不同相對(duì)粗糙點(diǎn)，起初都集中在一條直線上紊流光滑區(qū)。（當(dāng)Re，逐漸偏離，較小，Re較大時(shí)才偏離）4) 區(qū)紊流過渡區(qū)。既與Re有關(guān)，又與有關(guān)。5) 區(qū)紊流粗糙區(qū)。與Re無(wú)關(guān)，只與 有關(guān)。dk /k/dk/dk/d工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失1) 在光滑區(qū)，粗糙突起高度k比層流底層小得多，2) 在過渡區(qū)，層流底層變薄，粗糙開始影響到核心區(qū)內(nèi)流動(dòng)，加大了核心區(qū)紊流強(qiáng)

26、度，因此增加了阻)f(Re工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失力和能量損失，3)在紊流粗糙區(qū)，層流底層更薄，粗糙突起高度幾乎全部暴露在紊流核心中，尼古拉茲實(shí)驗(yàn)比較完整地反映了沿程損失系數(shù)的變化規(guī)律，揭示了影響變化的主要因素，對(duì)和斷面流速分布的測(cè)定，推導(dǎo)紊流的半經(jīng)驗(yàn)公式提供了可靠的依據(jù)。5.7.2 的計(jì)算公式根據(jù)普朗特的半經(jīng)驗(yàn)理論，以及尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線，得到：1) 紊流光滑區(qū)公式)dkf( )dk,f(Re工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失尼古拉茲光滑區(qū)公式布拉修斯簡(jiǎn)化: 2) 紊流粗糙區(qū)公

27、式 尼古拉茲粗糙區(qū)公式希弗林松簡(jiǎn)化:3) 紊流過渡區(qū)250110.)dk(. 512Re21180Re211.g.)g(或250Re31640. 510Re （僅適用于）kd.g.krg732117412110或工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失 柯列勃洛克公式阿里特蘇里簡(jiǎn)化 為了簡(jiǎn)化計(jì)算,莫迪以柯氏公式為基礎(chǔ)繪制出反映Re 、k/d與對(duì)應(yīng)關(guān)系的莫迪圖, 圖上可根據(jù)Re、 k/d直接查出（如下圖） 簡(jiǎn)化的莫迪公式：).d.kg(Re51273211250Re68110.)dk(.316Re1020000100550)dK(.Lewis Mo

28、ody in 1944工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失完全粗糙區(qū)完全粗糙區(qū)莫迪圖莫迪圖湍流光滑區(qū)湍流光滑區(qū)過渡區(qū)過渡區(qū)層流區(qū)層流區(qū)粗糙過渡區(qū)粗糙過渡區(qū)普朗特普朗特史里希廷公式史里希廷公式布拉休斯公式布拉休斯公式Re 2300/ Re 64Re 23004000無(wú)規(guī)律無(wú)規(guī)律.Re 0 250 3164 1 1R Re e= =2 2l lg g. 0 8馮馮卡門公式卡門公式d d= = 1 1. .7 74 4+ +2 2l lg g( ( / /2 2

29、 ) ) 2科爾布魯科爾布魯克公式克公式1 1= =- -2 2l lg g.d.Re 2 513 7圓管流動(dòng)沿程損失工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失水泥水泥 0.33.0鉚釘鋼鉚釘鋼 0.99.0 材料材料( (新新) ) k(mm) 木板木板 0.180.9鑄鐵鑄鐵 0.26鍍鋅鐵鍍鋅鐵 0.15瀝青鑄鐵瀝青鑄鐵 0.12商用鋼和鍛鐵商用鋼和鍛鐵 0.046冷拔管冷拔管 0.0015 塑料和玻璃塑料和玻璃 0.0 商用管粗糙度商用管粗糙度工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失例5-3

30、在直徑 ，相對(duì)粗糙度 的工業(yè)管道內(nèi)，運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù) ，的水以的速度運(yùn)動(dòng)。試求：管長(zhǎng) 管道的沿程水頭損失 。解：1) 查莫迪圖：流動(dòng)處于紊流粗糙區(qū)2) 用尼古拉茲粗糙區(qū)公式mmd3000020.k/d sm26101323999mkg. sm3mL300002010910303Re56.=dk,=.=Vd=02380. 0235073211.kd.gm.g.gVdLhf81023303002380222fh兩種方法較為接近工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失例5-4 如果管道長(zhǎng)度不變，允許的水頭損失 不變，若使管徑增大一倍，不計(jì)局部損失，流量增大

31、多少倍？試分別討論以下三種情況：1) 管中流動(dòng)為層流，2) 管中流動(dòng)為紊流光滑區(qū)，3) 管中流動(dòng)為紊流粗糙區(qū)，解：1) 若為層流fh250110.(K/d). 250Re31640./. 4221282Re642dQgLgVdLgVdLhf41212)dd(QQRe64/ 當(dāng) 不變，L不變時(shí)，fh122dd 12121616QQ,/QQ若時(shí)，工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失層流時(shí)管徑增大一倍，流量為原來的16倍。2) 流動(dòng)為紊流光滑區(qū)3) 流動(dòng)為紊流粗糙區(qū)1225512212176Q.Q,ddQQ.25522250422250242110

32、4211102.fdQgLK.dQgdLdK.gVdLh7547517512502250242316402Re316402.fdQgL.gVdL.gVdLh127541275112566Q.Q,ddQQ.工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.8 5.8 非圓管路沿程損失非圓管路沿程損失圓管是最常見的斷面形式，但工程上也常使用非圓截面管道（如矩形截面）。非圓截面管道沿程損失也可利用圓形管道的沿程損失計(jì)算公式，但公式中的圓管道直徑要用當(dāng)量直徑。過流斷面面積濕周長(zhǎng)水力半徑 R=AxrABCDACB2rx CDBCABxABCx 工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工

33、程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失圓管：當(dāng)量直徑公式則矩形：，其矩形當(dāng)量直徑同樣，非圓管道Ree和k/de分別為:其它幾種非圓形管道截面的當(dāng)量直徑：/Vde4222drrrRb)(aabR2Rde4b)(aabde2b)(aabR2矩形：gVRLgVdLhef24222此時(shí)，ek/d1s2s2sdddSSddSSde21221444工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失例5-5 有一方形風(fēng)道長(zhǎng) ，截面面積管壁絕對(duì)粗糙度 ，輸送 的空氣，流量 ，試求在此段風(fēng)道中的沿程損失。解：平均流速 當(dāng)量直徑1d2d1221

34、2122eddddd4d44dm40L ，.A28050 mm.k190Ct 20hmqV321600sm.AqVV158050360021600 m.baabde61508050805022工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失20空氣的運(yùn)動(dòng)黏度 密度雷諾數(shù)相對(duì)粗糙度查莫迪曲線圖得沿程損失沿程壓強(qiáng)損失，sm.2510631321mkg.56595010631615015Re5.Vde000310615190.dke01650. 空氣柱m3 .12806. 9215615. 0400165. 0g2VdLh22efPa.ghpff8144218

35、069312工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.9 局部損失局部損失各種工業(yè)管道都要安裝一些閥門、彎頭、三通閥門、彎頭、三通等配件，用以控制和調(diào)節(jié)管內(nèi)流動(dòng)。流體經(jīng)過這類配件時(shí)，流速大小、方向或分布均會(huì)發(fā)生改變，由此產(chǎn)生局部能量損失。5.9.15.9.1、局部損失的一般分析局部損失的一般分析1 1）過流斷面的擴(kuò)大或收縮。過流斷面的擴(kuò)大或收縮。2 2）流動(dòng)方向的改變。流動(dòng)方向的改變。3 3）流量的合入與分出。流量的合入與分出。大部份情況為以上幾種基本形式或這幾種基本形式的不同組合。工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第

36、五章有壓管中流動(dòng)及能量損失工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失對(duì)各種局部阻礙進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究表明，紊流局部阻力系數(shù)是一般情況取決于局部阻礙的幾何形狀、固體壁面的相對(duì)粗糙度和雷諾數(shù)。5.9.25.9.2、管徑突然擴(kuò)大局部阻力系數(shù)取流股將擴(kuò)未擴(kuò)的-斷面和擴(kuò)大后流速分布與紊流脈動(dòng)已接近均勻流正常狀態(tài)的-斷面列能量方程：)f(Re局部阻礙形狀、相對(duì)粗糙、21222222111122LhgVpZgVpZ工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失*pmfLhhh21)gVp(Z)gVp(Zhm22222222

37、1111)VVQ(g)VVQ(F101202101202mLhh21沿流動(dòng)方向的動(dòng)量方程F應(yīng)包括)A(ApApAp*1222111） 壓力：1pp*實(shí)驗(yàn)表明VG2）重力，沿流動(dòng)方向分量)Z(ZALZZLAV212212cosZ1Z2L1p2p工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失3）沿程阻力（忽略）)VV(gV)p(Z)p(Z10120222211)VV(gQ)Z(ZA)Ap(p10120221222122AVQg)V(Vhm2221則12212112AAVVAAVV將 或代入上式gVhm22與比較1,1210201對(duì)紊流)(221012022

38、222211VVgVgVgVhm代入能量方程gVAAhgVAAhmm2) 1(2)1 (2221221221或者工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失討論：若（如管道流入很大的容器（水池）或氣體流入大氣）（速度頭完全損失）5.9.35.9.3、其它局部阻力系數(shù)1）截面變化(入口、突然縮小、漸擴(kuò)管)2）彎管3）管道閥件4）三通（如合流，分流，Y型，T型等）5) 其它(如過濾網(wǎng),波紋管)2122221111AAAA得或12AA10121,AA工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失1.1. 入口與出口

39、入口與出口(1)三種管入口三種管入口(2) 管出口（管出口（K=1）2.2. 擴(kuò)大與縮小擴(kuò)大與縮小(1) 突然擴(kuò)大突然擴(kuò)大(2) 突然縮小突然縮小(3) 漸擴(kuò)管漸擴(kuò)管圓管流動(dòng)局部損失K)or( 工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失3.3. 彎管和折管彎管和折管(1) 彎管彎管(2) 折管折管安裝導(dǎo)流片后，安裝導(dǎo)流片后，K 減小減小80% 。4.4. 閥門及其他閥門及其他關(guān)閉時(shí)關(guān)閉時(shí), ,K 全開時(shí)全開時(shí), ,K 值為值為閘閥閘閥 蝶閥蝶閥 球閥。球閥。 dr-K , 90圖為圖為 曲線。曲線。K 隨隨增加而增大。增加而增大。彎管中發(fā)生二次流和

40、分離區(qū)彎管中發(fā)生二次流和分離區(qū)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.5.三通三通6.6.其他其他如過濾網(wǎng)如過濾網(wǎng), ,波紋管波紋管Y Y型三通、型三通、T T型三通型三通工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失 計(jì)算管段的總能量時(shí)，應(yīng)將管段上所有的沿程損失和局部損失算術(shù)求和。例5-6 如圖所示，水從密閉水箱沿一直立管路壓送到上面的開口水箱中，已知 閥門 水溫 壁面絕對(duì)粗糙度 求壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)解：列截面1-1和2-2的伯努利方程：，) sm10556. 026gVgVdLhL2222，6門，3mN9

41、690g(C50t，hm4 . 5qm5 . 0hm5Lmm25d3V22hhLdPM11，mm2 . 0k 。Mp工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失查莫迪圖得 另查表得故sm06. 3025. 014. 336004 . 54dq4V22VwMh00L0gp0g2Vg2VdLhhh22jfw出門 0025. 006. 3VdRe6008. 0252 . 0dk，036. 0，0 . 15 . 0出入OmH7806. 9206. 30 . 165 . 0025. 05036. 0h22wkPa28.11696907

42、5ghLpwM22hhLdPM11工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失例例5-75-7兩水池用虹吸管連通，水位差兩水池用虹吸管連通，水位差 , ,管長(zhǎng)管長(zhǎng)直徑直徑 ，上游水面至管頂高度，上游水面至管頂高度 已知，已知， 進(jìn)口進(jìn)口 （每個(gè)彎頭），出口（每個(gè)彎頭），出口 ，求：，求：（1 1）虹吸管中的流量；）虹吸管中的流量；（2 2）管中壓強(qiáng)最底點(diǎn)的位置及其最大負(fù)壓值。）管中壓強(qiáng)最底點(diǎn)的位置及其最大負(fù)壓值。 2m=,mLmLm45332=L1200mm=d1m。=h0260.=，10 =51.=01.=解、解、(1) (1) 寫上、下游水面的能

43、量方程：寫上、下游水面的能量方程：2222212()(0.02102 1.5 1)15.222220.22lvvvlvvHdgggdgg 220.1315215.215.2vHg20.13151.6vg220.21.65 104QA v mf-l-lh+h= H=h+hgv+p+=zgv+p+z21212222211122工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失（2 2）壓強(qiáng)最低點(diǎn)在）壓強(qiáng)最低點(diǎn)在l2 2末端，則末端，則 2220120(10 1.5)222pllvvvhgdgg2081(12.50.02)10.1315 13.32.7520.2

44、pvg 工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.105.10 減小阻力的措施減小阻力的措施5.10.1改善固體邊界狀況1）增大過流斷面幾何尺寸 、dhf雖然從減小阻力角度采用大管徑，但費(fèi)用會(huì)增加;同時(shí)有一些用途（如除塵管道），有一個(gè)最小風(fēng)速的要求。因此，管道直徑由技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定。2）減少管長(zhǎng)，管越短越好，盡可能采用直管道。二方面改善固體邊界狀況流體中加入添加劑減阻gVdLhf22工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失3）減少局部管件，凡是能夠不要的管件盡可能不要。4）提高管壁光滑度。5）改

45、變局部管件結(jié)構(gòu)減少局部損失。（1）進(jìn)口：光滑喇叭口（2）突然擴(kuò)大、縮?。褐灰贾每赡?，避免突擴(kuò)突縮可用漸擴(kuò)、漸縮或臺(tái)階形式。（3）彎管：采用導(dǎo)葉，使局部從1.00.3。工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.10.2 添加劑流動(dòng)中加入極少量添加劑，改善結(jié)構(gòu) hf、hm兩種。高分子聚合物，如聚氧化已烯等；金屬皂，如堿金屬皂、銨皂。5.115.11 管路計(jì)算管路計(jì)算管道內(nèi)壓強(qiáng)不等于大氣壓的管道有壓管道。管道內(nèi)存在自由表面，且自由表面上為大氣壓強(qiáng)的輸送管道無(wú)壓管道。 以下介紹有壓管道的管路計(jì)算工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量

46、損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.11.1 簡(jiǎn)單管路具有相同管徑d，相同流量Q的管段。以0-0為基準(zhǔn)線，列1-1，2-2兩斷面間的能量方程式21222222111122LhgVpZgVpZVV,V,pp,HZZ21212121010221100112200H工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失因出口局部阻力系數(shù)，若將1作為包括到中，則上式100gV)dL(H222221QgA)dL(HgV)dL(gVgVgVdLgVhHL2122222222221則22

47、2AQVAVQ而若管道為圓管，則42/dA 工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失對(duì)于一給定管路 為定值， 綜合反映了管路上沿程阻力和局部阻力情況管路阻抗管路阻抗。對(duì)風(fēng)機(jī)帶動(dòng)氣體管路，氣體常用壓強(qiáng)表示2428Qgd)dL(Hgd)dL(SH42852/ms令 單位2QSHH則HSHS22QSQSHPpH7428kg/md)dL(SSHP單位工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失例5-8 某礦渣混凝土板風(fēng)道，斷面積為 ，長(zhǎng)為 ，局部阻力系數(shù) ，流量為，空氣溫度為20 ，求壓強(qiáng)損失。解：1) 20空

48、氣運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)對(duì)矩形風(fēng)管計(jì)算阻力損失應(yīng)用當(dāng)量直徑mm.K51m.m211 m5052. sm314sm.2610715m.baabde0912112112237103811009151.dKesm.AQV651121114流動(dòng)速度56108107150916511.VdRee求雷諾數(shù)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失2) 計(jì)算 值22284282144431mN.QSpPPS22221A)dL(gA)dL(SSeHP0210. 查莫迪圖4431211221520915002102.).(.).(SP代入數(shù)據(jù)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第

49、五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.125.12管路的串聯(lián)與并聯(lián)管路的串聯(lián)與并聯(lián)5.12.11 串聯(lián)管路由許多簡(jiǎn)單管路首尾相接組合而成。特點(diǎn)：1）流量2）阻力損失 3) 管路阻抗管路阻抗 由于流量Q各段相等Q1Q2Q3Q44321QQQQQ2244233222211432141QSQSQSQSQShhhhhLLLLL總241QSh總L4321SSSSS總（因 ）管道水力計(jì)算類似于電路計(jì)算，管道水力計(jì)算類似于電路計(jì)算，管道中的流量相當(dāng)于電路中的電流；管道中的流量相當(dāng)于電路中的電流；壓降相當(dāng)于電壓，管道阻抗相當(dāng)于電阻。壓降相當(dāng)于電壓，管道阻抗相當(dāng)于電阻。工程流體力學(xué)基礎(chǔ)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失第五章有壓管中流動(dòng)及能量損失5.12.2、并聯(lián)管路特點(diǎn)：1）流量2）阻力損失 3) 管路阻抗管路阻抗并聯(lián)管路特點(diǎn)：各分支管路的管段幾何尺