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圆管中的层流运动

时间:2022-11-10 百科知识 版权反馈
【摘要】:沿程阻力系数,一般情况下,λ与雷诺数Re和管壁相对粗糙度有关,即λ,但对于圆管层流运动,λ仅与流态有关,λ=f

6.3.3 圆管中的层流运动

1.过流断面上流速分布

将牛顿内摩擦定律式(6.1-2)与均匀流基本方程式(6.3-5)联立,并注意到dy与dr符号相反,得

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积分上式

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得过流断面上流速分布

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上式说明圆管层流运动断面上流速分布呈旋转抛物面。

2.过流断面上最大流速

过流断面上最大流速在管轴处,即

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3.断面平均流速

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比较式(6.3-8)、式(6.3-9),可知

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即圆管层流运动的断面平均流速为最大流速的一半。

4.沿程阻力系数

将J=img3154代入式(6.3-9),可得圆管层流运动的沿程水头损失计算公式

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上式说明圆管层流运动的沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比,与雷诺实验结果完全一致。

流体力学中,习惯将水头损失用流速水头img3156表示,故式(6.3-11)可改写成

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上式称为达西公式,为均匀流沿程水头损失的普遍计算式,对层流、紊流均适用。式中λ称为

沿程阻力系数,一般情况下,λ与雷诺数Re和管壁相对粗糙度img3158img3159有关,即λ,但对于圆管层流运动,λ仅与流态有关,λ=f(Re)img3160

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图6.3-3

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