工程流体力学课件4流动阻力和水头损失.pptx

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1、工程流体力学课件4流动阻力和水头损失延时符Contents目录流动阻力的概念水头损失的种类流动阻力和水头损失的计算工程实例分析延时符01流动阻力的概念定义流动阻力是指流体在流动过程中受到的阻碍作用，导致流体机械能的损失。分类分为内阻力和外阻力。内阻力是由于流体内部摩擦力引起的，如层流内摩擦力和湍流内摩擦力；外阻力是指流体在流动过程中受到的外部阻碍，如流体与管道壁面的摩擦力。定义与分类由于流体具有粘性，流体质点之间存在摩擦力，导致流体内部能量的耗散。粘性效应湍流效应管道壁面的摩擦力当流体流动处于湍流状态时，流体质点之间剧烈混合和相互碰撞，导致能量的耗散。流体与管道壁面之间的摩擦力也是流动阻力的一

2、个重要来源。030201产生原因阻力系数阻力系数的大小受到流体的物理性质、管道的几何形状和尺寸、流动状态等多种因素的影响。在工程实际中，需要根据具体情况进行实验测定或经验估算。影响因素阻力系数是指流体在单位长度管道内流动时所受到的阻力与流体在单位重量下的速度平方之间的比值。定义阻力系数通常通过实验测定，也可以通过经验公式进行估算。常用的经验公式有达西-韦斯巴赫公式和莫迪图等。计算公式延时符02水头损失的种类123由于流体在管道或渠道内流动过程中，受到流体的粘性和内壁的摩擦力作用，使得机械能转化为热能而损失的水头。沿程水头损失流体在流动过程中，由于流体的粘性和内壁的摩擦力，使得流体的速度减小，压

3、力能增加。产生原因流体的粘性、管道或渠道的粗糙度、流速等。影响因素沿程水头损失由于流体流经管道或渠道中的突然扩大或缩小、急转弯等局部障碍时，流体的流动状态发生急剧变化，使得机械能转化为热能而损失的水头。局部水头损失流体流经局部障碍时，流动状态发生急剧变化，产生漩涡和二次流，使得流体的速度分布和方向发生变化，导致水头损失。产生原因局部障碍的形式、流体流速、流体性质等。影响因素局部水头损失01指流体在管道或渠道中流动过程中所损失的总水头，等于沿程水头损失和局部水头损失之和。总水头损失02总水头损失等于沿程水头损失和局部水头损失的代数和。计算方法03总水头损失是衡量流体在管道或渠道中流动效率的重要参

4、数，也是设计和优化流体输送系统的重要依据。意义总水头损失延时符03流动阻力和水头损失的计算层流流动阻力层流流动时，流体受到粘性力作用，产生摩擦阻力。摩擦阻力与流体的流速、粘度、管道直径等因素有关。水头损失计算水头损失是由于流体在管道中流动时克服阻力而产生的能量损失。水头损失与流速、管道长度、管道直径等因素有关，可以通过达西-魏斯巴赫公式进行计算。层流流动阻力和水头损失计算湍流流动时，流体同时受到惯性力和粘性力作用，产生阻力和摩擦阻力。阻力和摩擦阻力共同构成总阻力。湍流流动阻力湍流流动的水头损失包括沿程损失和局部损失两部分。沿程损失与流速、管道长度、管道直径等因素有关，局部损失与管道形状、转弯角

5、度等因素有关，可以通过尼古拉兹实验进行测定。水头损失计算湍流流动阻力和水头损失计算边界层流动阻力边界层是流体在固体表面附近形成的一层很薄的区域，其内的流动受粘性力作用影响较大。边界层内的流动阻力包括摩擦阻力和压差阻力。水头损失计算边界层流动的水头损失主要包括摩擦水头损失和压差水头损失。摩擦水头损失与流速、管道直径、流体粘度等因素有关，压差水头损失与流体流入和流出管道的压差有关。可以通过实验测定边界层流动阻力和水头损失。边界层流动阻力和水头损失计算延时符04工程实例分析管道流动阻力与水头损失分析管道流动阻力管道中的流动阻力主要来自流体与管壁之间的摩擦力，以及流体内部的粘性阻力。这些阻力会导致水头

6、损失，影响流体在管道中的流动。水头损失计算水头损失可以通过达西-韦斯巴赫公式、莫迪图等计算方法进行预测。这些公式和图表基于流体的物理性质、管道的几何形状和流速等因素，能够准确计算水头损失。流体机械中的流动阻力与水头损失分析流体机械主要包括泵、压缩机、涡轮机等，这些设备在运行过程中会受到流动阻力和水头损失的影响。流体机械类型流动阻力和水头损失会导致流体机械效率降低，增加能耗和维护成本。因此，在设计流体机械时，应充分考虑这些因素，优化设备性能。流动阻力与水头损失对流体机械性能的影响水利工程中的流动阻力来源在水利工程中，流动阻力主要来自水体与边界的摩擦力、水流内部的各种阻力等。这些阻力会导致水头损失，影响水利工程的正常运行。水头损失对水利工程效益的影响水头损失的大小直接影响到水利工程的效益。在设计水利工程时，应充分考虑水头损失的影响，合理选择水泵和水轮机的型号，确保工程效益最大化。水利工程中的流动阻力与水头损失分析THANKS