化工流体流动与传热1920.pptx

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1、三、数学模型的求解对于圆管中的稳态湍流柏拉休斯1/7次方定律由积分得第1页/共32页3.摩擦系数由三、数学模型的求解由第2页/共32页比较得三、数学模型的求解适用范围卡门公式（半经验公式）第3页/共32页4.各层厚度设层流内层厚度为当缓冲层厚度为湍流主体厚度为三、数学模型的求解【例1-26】自学第4页/共32页第一章 流体流动1.8 湍流1.9 量纲分析（自学选读）第5页/共32页自学提纲通过自学应了解以下内容：v 何为量纲分析法。v 基本量纲的表示方法。v 量纲分析法的原则。v 伯金汉 定理。1.9.1 量纲分析法 的基本概念1.9.3 伯金汉 定理第6页/共32页第一章 流体流动1.9 量

2、纲分析1.10.1 流动阻力的类型1.10 流动阻力计算1.8 湍流第7页/共32页流动阻力的类型流动阻力直管阻力 流体流经一定管径的直管时，由于摩擦产生的阻力。局部阻力 流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或突然缩小等局部地方所引起的阻力。形体阻力第8页/共32页管路系统的总能量损失直管阻力局部阻力总阻力流动阻力的类型直管能量损失局部能量损失第9页/共32页第一章 流体流动1.9 量纲分析1.10.1 流动阻力的类型1.10 流动阻力计算1.8 湍流1.10.2 管内流动阻力的计算第10页/共32页一、直管中的流动阻力1.层流时的摩擦系数 对于管内的稳态层流流动 或 则 适用范围第1

3、1页/共32页2.湍流时的摩擦系数一、直管中的流动阻力（1）管壁粗糙度对摩擦系数的影响 粗糙管和管壁粗糙度管道光滑管玻璃管塑料管黄铜管 钢 管铸铁管水泥管 粗糙管 第12页/共32页一、直管中的流动阻力管壁粗糙度绝对粗糙度 壁面凸出部分的平均高度。相对粗糙度 绝对粗糙度与管道直径比值。某些工业管道的绝对粗糙度（表1-2）第13页/共32页 管壁粗糙度对摩擦系数的影响流体湍流流过壁面的情况层流流体质点与管壁凸出部分不发生碰撞，故摩擦系数与管壁粗糙度无关。湍流一、直管中的流动阻力层流内层厚度基本无影响有很大影响第14页/共32页一、直管中的流动阻力（2）湍流摩擦系数公式 光滑管B.经验公式适用范围

4、A.半经验公式适用范围布拉修斯（Blasius）公式卡门（karman）公式第15页/共32页一、直管中的流动阻力A.柯尔布鲁克（Colebrook）公式适用范围 粗糙管B.尼库拉则（Nikurades)与卡门公式适用范围第16页/共32页一、直管中的流动阻力3.摩擦系数图 为了方便计算，可将摩擦系数 对雷诺数 Re 和相对粗糙度 e/d 的关系曲线标绘在双对数坐标图上，该图称为莫狄（Moody）摩擦系数图。适用范围第17页/共32页摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的关系第18页/共32页四个区域层流区过渡区层流或湍流的曲线均可应用。湍流区完全湍流区（阻力平方区）一、直管中的流动阻力第19页/共3

5、2页二、管路上的局部阻力1.局部阻力的形成 流体在管路的进口、出口、弯头、阀门、扩大、缩小等局部位置流过时，其流速大小和方向发生变化，流体受到干扰或冲击，涡流现象加剧而消耗能量 管路局部阻力。突然扩大 突然缩小 第20页/共32页2.局部阻力的计算（1）阻力系数法 由圆形直管阻力通式设局部阻力局部阻力系数二、管路上的局部阻力第21页/共32页 突然扩大与突然缩小二、管路上的局部阻力突然扩大局部阻力系数突然缩小局部阻力系数突然扩大突然缩小第22页/共32页突然扩大和突然缩小的局部阻力系数图(a)突然扩大(b)突然缩小二、管路上的局部阻力第23页/共32页 入口和出口由管路入口：流体自容器流入管路

6、。二、管路上的局部阻力入口阻力系数相当于管路突然急剧缩小第24页/共32页由管路出口：流体自管路流入容器或直接排放至管 外空间。二、管路上的局部阻力出口阻力系数相当于管路突然急剧扩大第25页/共32页注意事项选在出口截面外侧选在出口截面内侧不能重复计算二、管路上的局部阻力第26页/共32页 管件与阀门管件弯头 三通活接头管件与阀门的阻力系数 （表1-3）阀门球阀 闸阀截止阀 二、管路上的局部阻力第27页/共32页（2）当量长度法 为便于计算，将局部阻力折算成一定长度直管的阻力 当量长度法。当量长度当量长度实验确定 查共线图二、管路上的局部阻力第28页/共32页管路与阀门的当量长度共线图示例：100mm 闸阀 1/2关第29页/共32页三、管路系统中的总能量损失总阻力各段直管总长度各当量长度之和各阻力系数之和【例1-31】自学第30页/共32页练 习 题 目思考题作业题:30、31、321.何为直管阻力与局部阻力？2.圆管层流、湍流的摩擦系数如何计算？3.摩擦系数与 和 的关系如何?4.何为阻力系数法？5.何为当量长度法，当量长度有何含义？第31页/共32页感谢您的观看！第32页/共32页