工程流體力學(II)：3.10-5.1

2022/12/233.10伯努利方程的應(yīng)用3.10.1伯努利方程的應(yīng)用1.孔口出流在水箱水面0—0和孔口斷面1—1之間有設(shè)水箱截面面積為Ａo，孔口截面面積實際流動為Ａ1，連續(xù)方程：1/162022/12/23收縮系數(shù)Ca:最小收縮截面面積與孔口截面面積之比。2/162022/12/23淹沒出流：兩側(cè)均有流體。將小孔淹沒在流體中?？卓谇?—1截面和孔口收縮最小截面Ｃ—Ｃ的伯努利方程引入速度系數(shù)Cv、收縮系數(shù)Ca:3/162022/12/232、皮托測速管駐點：總壓：駐點處的壓強。皮托/總壓管：取A、B兩點建立伯努利方程皮托測速管,同樣有:4/162022/12/233、文特利流量計(文特利管)1和2截面面積分別為Ａ1，Ａ25/162022/12/23若壓強測量采用Ｕ形差壓計，由Ｕ形差壓計的液面高差ｈ得：考慮修正系數(shù)β(＜1):β值通常在0.95～0.99之間。分別測量截面1、2的壓強,有:6/162022/12/237/162022/12/238/162022/12/233.10.2伯努利方程應(yīng)用的推廣1.沿程有分流或匯流匯流情況類似。9/162022/12/232.沿程有能量輸入(或輸出)的情況設(shè)單位重量流體獲得(或失去)的能量為Ｈ，對進口1—1及出口2—2截面列伯努利方程為3.大氣壓強隨高度變化－管內(nèi)外高度差較大10/162022/12/2311/162022/12/23第5章流動損失與管路計算3-67其中hw項為流動損失，即為本章研究對象。流動損失的原因；流動損失的影響因素；研究流動損失的目的計算/預(yù)估流動損失；采取措施減少損失。12/162022/12/235.1流動狀態(tài)和流動損失分類5.1.1雷諾實驗、層流和湍流結(jié)論：流動分三個狀態(tài)；存在上/下臨界參數(shù)；直管損失與速度有關(guān)。14/162022/12/23臨界參數(shù)/狀態(tài)劃分:由層流開始過渡到湍流狀態(tài)時的流速，稱為上臨界速度Vc’;相應(yīng)的雷諾數(shù)稱為上臨界雷諾數(shù)。由湍流狀態(tài)經(jīng)過渡狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鳡顟B(tài)時的流速.稱下臨界流速Vc(相應(yīng)的雷諾數(shù)Rec稱為下臨界雷諾數(shù))。流動狀態(tài)劃分：V＜Vc時為層流;Ｖ＞Ｖc′時為湍流;Vc≤V≤Vc′，可能是層流，也可能是湍流.5.1.2沿程水頭損失與流速的關(guān)系表達式：當V<Vc，ｍ＝1；當V>Vc時,ｍ＝1.75～2；當Vc<V<Vc′時流態(tài)不定，ｈｆ也不確定。14/162022/12/235.1.3流動狀態(tài)的判定產(chǎn)生兩種狀態(tài)的根本原因－－粘性力與慣性力平衡對比。粘性力起主導(dǎo)作用時，限制流體微團橫向運動而表現(xiàn)為層流。慣性力起主導(dǎo)作用時，流體微團突破粘性力橫向運動而成湍流。粘性流動的能量耗散，消耗能量。湍流和層流的區(qū)別：湍流有橫向速度；湍流速度分布飽滿；湍流粘性力主要與流體微團有關(guān)，由渦運動引起，粘性耗散更大；湍流的速度分布是分層分布，更復(fù)雜。簡單分層：粘性底層、過渡層、湍流核心層。15/162022/12/23流動狀態(tài)的判定當Re≤Rec時,流動為層流；Re≥Rec′時,流動為湍流;Rec<Re<Rec′時，可能是層流也可能是湍流。上臨界雷諾數(shù)不穩(wěn)定，工程上采用下臨界雷諾數(shù)作為判定流動狀態(tài)的判據(jù)。雷諾數(shù)與當量直徑