1、第七章第七章 流体在管路中的流动流体在管路中的流动流动阻力和水头损失层 流 与 紊 流圆 管 中 的 层 流 运动圆 管 中 的 紊 流 运 动局 部 水 头 损 失实际流体具有粘性，单位重量的流体在运动过程中因克服粘性阻力而耗损的机械能称为 水头损失 。为了使流体能维持自身的运动，就必须从外界给流体输入一定的能量以补偿水头损失。例如，为保证管路正常通水，就得通过水泵给水管输入能量。因此，水头损失的研究具有重要的意义 。造成能量损失的原因：流动阻力内因 流体的粘滞性和惯性外因 流体与固体壁面的接触情况流体的运动状态一、过水断面上影响流动阻力的因素1. 过水断面的面积 A2. 过水断面的润湿周长
2、 实验表明：定义水力半径：定义水力直径：1. 沿程阻力和沿程水头损失 h二、流动阻力和水头损失的两种型式流动中流体所承受的阻力来自于流体质点间及流体和管壁间摩擦阻力，称为沿程阻力。2. 非均匀流动和局部损失 h在非均匀流动中，各流段所形成的阻力是各种各样的，但都集中在很短的流段内，这种阻力称为局部阻力。称为沿程水头损失称为局部水头损失7-1 流动状态实验 雷诺实验一、雷诺实验实际流体的流动会呈现出两种不同的型态：层流和紊流，它们的区别在于：流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。在紊流流动中存在随机变化的脉动量，而在层流流动中则没有。两根测压管中的液面高差为两断面间的沿程水头损失速度由小变大，层
3、流 紊流； 上临界流速速度由大变小，紊流 层流； 下临界流速紊流运动 层流运动 流态不稳二、流动状态与水头损失的关系速度由大变小，紊流变为层流； DC1B ；紊流运动； CDE线；层流运动； AB直线；流态不稳；紊流运动； E点之后速度由小变大，层流变为紊流； BC+CD 由上述的实验分析看出，任何实际流体的流动皆具有层流和紊流两种流动状态；流体运动状态不同，其 hf与 v的关系便不一样，因此，在计算流动的水头损失之前，需要判别流体的运动状态。 例如， 圆 管中定常流 动 的流 态为层 流 时 ，沿程水 头损 失与平均流速成正比，而紊流 时则 与平均流速的 1.75 2.0次方成正比。层流过渡区紊流
