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1、第四章、流动阻力与水头损失第四章、流动阻力与水头损失实际流动动力学方程（N-S方程）解析解（层流）数值解（湍流）量纲分析与模型试验函数结构式相似准则流动状态层流湍流水头损失与粘性阻力沿程损失局部损失阻力与损失流动状态运动方程模型实验飞机航速：SR-71黑鸟侦察机，4062km/h;水面舰艇：鱼镖，110km/h;潜艇：阿尔法级核潜艇，77km/h高铁的速度：160350km/h现象n问题问题:流体的粘性大小，会对运动产生哪些影响？阻力与损失流动状态运动方程模型实验回顾C1-C3n牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律n理想流体运动微分方程（欧拉方程）理想流体运动微分方程（欧拉方程）n定常总流伯诺利方程定
2、常总流伯诺利方程yx阻力与损失流动状态运动方程模型实验p外因：流动受到固壁的限制，流体质点与固壁摩擦、撞击。影响因素有：外因：流动受到固壁的限制，流体质点与固壁摩擦、撞击。影响因素有：水力半径水力半径：其中，A(m)为有效断面面积/过流断面面积；叫湿周，指有效断面面积与流动表面相接触的周界。为壁面粗糙度，即管壁上突起的高度的平均值。l(m)流道、管道的长度。p 内因：内因：由于流体质点由于流体质点相互摩擦产生的粘性切相互摩擦产生的粘性切应力和流体质点应力和流体质点之间发生之间发生撞击引起速度变化的惯性撞击引起速度变化的惯性。4.14.1管路中流动阻力产生的原因及分类管路中流动阻力产生的原因及分
3、类阻力与损失流动状态运动方程模型实验概 念一、流动阻力产生的原因例例圆形D dD1.求求下图中不同有效断面的水力半径下图中不同有效断面的水力半径阻力与损失流动状态运动方程模型实验1.5a0.5a1.5a0.5aa圆环形矩形梯形沿程阻力：在均匀流中，流体所承受的阻力只有摩擦阻力。概 念阻力与损失流动状态运动方程模型实验二、流动阻力和水头损失的分类4.14.1管路中流动阻力产生的原因及分类管路中流动阻力产生的原因及分类沿程水头损失：是指发生在均匀流段上，由沿程阻力产生的水头损失。:单位重量流体沿流程损失的能量。局部水头损失：发生在非均匀流段上，由局部阻力产生的水头损失。：指单位重量流体在局部损失的能量。局部阻力：在非均匀流动中，各流段所形成的阻力各种各样，但都集中分布在很短的流段内，由于边界几何条件的急剧改变而引起对流体运动的阻力。总水头损失：沿流程各段管路损失的总和。例已知D1D3，请画出实际流体管路系统的总水头线和测压管水头线。总水头线总水头线测压管水头线测压管水头线3120阻力与损失流动状态运动方程模型实验7/7