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1、2.3 液体流动时的压力损失2.3.0液体的流动状态,液体流动时两种状态：层流和紊流层流:流速低、粘性力起主导作用，液体的能量主要消耗在液体之间的摩擦损失上。紊流：流速高，惯性力起主导作用，液体的能量主要消耗在动能损失上。,临界雷诺数Recr是液体从层流状态到紊流状态的定量描述。雷诺数Re小于临界雷诺数Recr时，液流为层流；反之，为紊流。,物理意义：雷诺数是液流的惯性作用对粘性作用的比。1）雷诺数较大时，惯性力起主导作用，液体处于紊流状态；2）雷诺数较小时，粘性力起主导作用，液体处于层流状态。,雷诺数Re雷诺数是液体在管道中流动状态的判别数。雷诺数Re相同，它的流动状态也就相同。与参数平均流
2、速u，管道的直径d，液体的运动粘度有关,紊流时 取=1，=1；层流时 取=2，=4/3。,雷诺数 与动能修正系数和动量修正系数的关系,常见液流管道的临界雷诺数,1）沿程压力损失：A)层流B)紊流2）局部压力损失,2.3.1压力损失分类,2.3.2沿程压力损失,半径为r，长度为l，压力为p1和p2，内摩擦力为Ff。,液体在等径直管中流动时，因摩擦和质点的相互扰动而产生的压力损失被称为沿程压力损失。层流，紊流。1层流时的沿程压力损失,1）求质点速度分布,力平衡方程：,由牛顿液体内摩擦定律：,令沿程压力损失,得,积分，由边界条件：当r=R时，u=0，得：,在层流时，质点在沿半径方向速度分布方程,讨论
3、：,a）质点的流速在半径方向上按抛物线规律分布。,b）最大值,r=0，,c）最小值,r=R，,2)求流断面的平均速度,断面的流量,平均速度,可知：平均流速v为最大流速 的1/2。,微元体的流量,3)求沿程压力损失,最大速度,可知：层流时，其沿程压力损失与液体粘度、管长、流速成正比，而与管径的平方成反比。,(2.33),引入雷诺数Re,式中 为沿程阻力系数。,对于光滑管，；对于粗糙管，查图2.17所示的关系曲线中。,2紊流时的沿程压力损失,为管壁的绝对粗糙度；称为相对粗糙度。,阻力系数 是雷诺数和粗糙度的函数,2.3.3局部压力损失,液体流经管道的弯头、接头、突变截面以及阀口、滤网等局部装置时，
4、液流方向和流速发生变化，在这些地方形成旋涡、气穴，并发生强烈的撞击现象，由此而造成的压力损失称为局部压力损失。,阀类元件局部压力损失pv的实际计算常用公式为,式中：局部阻力实数。,式中：阀在额定流量 下的压力损失（可以从阀的产品样本或设计手册中 查出）通过阀的实际流量；阀的额定流量。,2.3.4管路系统总压力损失所有沿程压力损失和所有局部压力损失之和，即：,减少压力损失的措施,1）减小流速；2）缩短管道长度；3）减少管道截面突变；4）提高管道直径；5）降低粗糙度。,例2.8 如图2.18所示，某液压泵装在油箱油面以下。液压泵的流量q=25L/min，所用液压油的运动粘度，油液密度，吸油管为光滑圆管，管道直径d=20mm，过滤器的压力损失为，试求油泵入口处的绝对压力。,解：取泵吸油管的管轴为基准面，列出油箱液面1-1和泵吸油腔断面2-2的伯努利方程为：,其中两断面上的参数为，,其流速为：,？,0,利用伯努利方程,为确定动能修正系数 和沿程损失 需要先判定流态。由雷诺数公式得：,由此可知=2；,由断面1-1到2-2的总能量损失,液体属于层流态。,沿程损失为：,局部压力损失为：,则总压力损失为：,代入伯努利方程中，可得油泵入口处的绝对压力为：,结 束,
