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1、,C3不可压缩粘性流体内流,C3不可压缩粘性流体内流,C3.1引言,分类,C3.2管道入口段流动,入口段流动,C3不可压缩粘性流体内流,入口段压强损失,均流加速,壁面切应力增大,C3.2管道入口段流动,入口段长度,工程背景：滑动轴承润滑油流动；滑块与导轨间隙流动：活塞与缸壁间隙流动等。,(1)=常数；=常数,(2)定常流动：,(3)充分发展流动:,(4)体积力为重力:,已知条件：,C3.3平行平板间层流流动,基本方程：连续性方程与N-S方程,简化得：,由第二式,第一式左边与y无关，右边与x无关，只能均为常数。,C3.3平行平板间层流流动,流量,平均速度,壁面切应力,切应力分布,C3.3.2一般
2、库埃特流,C3.3平行平板间层流流动,速度分布,已知条件：下板固定，上板以匀速U沿x方向运动，结合边界条件，求解N-S方程可得,无量纲形式,切应力分布,3.流动类型比较,例C3.3.2圆柱环形缝隙中的流动：库埃特流,已知:中轴的直径为d=80mm，b=0.06mm，l=30mm，n=3600转/分润滑油的粘度系数为=0.12Pas,求:空载运转时作用在轴上的(1)轴矩Ts；,解：(1)由于bd可将轴承间隙内的周向流动简化为无限大平行平板间的流动。,(2)轴功率。,轴承固定,而轴以线速度U=d/2运动,带动润滑油作纯剪切流动,即简单库埃特流动。间隙内速度分布为,例C3.3.2圆柱环形缝隙中的流动
3、：库埃特流,作用在轴上的转矩为力Fx,(1)作用在轴表面的粘性切应力为Fh,(2)转动轴所化的功率为,C3.4圆管层流流动,切应力分布,由定常流动，控制体外力平衡,称为斯托克斯公式。式中比压降,C3不可压缩粘性流体内流,C3.4.1用动量方程求解,取图示同轴圆柱形控制体，侧面切应力为,端面上取平均压强p,可得切应力分布,速度分布,C3.4.1用动量方程求解速度分布,由牛顿粘性定律,在轴线上(r=0),速度为最大值,泊肃叶定律,C3.4.2泊肃叶定律,C3.4圆管层流流动,平均速度,沿程损失,意义,C3.4.2泊肃叶定律,(1)泊肃叶定律解析式由哈根巴赫（1858）和纽曼（1859）分别用N-S
4、方程推出(参见例C3.4.2）；,(3)理论与实验结果一致肯定了牛顿粘性假设，N-S方程的斯托克斯假设和壁面不滑移假设。(分别称为牛顿粘性定律、壁面不滑移条件)；,(4)利用泊肃叶定律测量流体粘度,例C3.4.2毛细管粘度计：泊肃叶流,已知:Ostwald毛细管粘度计如图，毛细管直径为d=0.5mm，长l=20cm。设Q=3.97mm3/s,p=2070Pa,求:(1)被测液体的粘度系数；,解：(1)由泊肃叶公式,(2)设=1055kg/m3，校核Re数。,(2)校核Re数,C3.5圆管湍流流动,C3不可压缩粘性流体内流,C3.5.1湍流与湍流切应力,湍流,结构特性,基本方程,大尺度涡旋场,小
5、尺度随机运动,C3.5.1湍流与湍流切应力,压强项,粘性应力项,雷诺应力项,2.圆管湍流切应力,分层结构：,（1）粘性底层,（2）过渡区,（3）核心区,C3.5.1湍流与湍流切应力,混合长度理论：,湍流粘度,湍流运动粘度,湍流指数律,湍流对数律,C3.5.2圆管湍流速度分布,C3.5圆管湍流流动,根据尼古拉兹的实验结果和普朗特混合长度理论可推导出圆管湍流的对数分布率：,式中称为壁面摩擦速度，y是离壁面的垂直距离.,式中为轴心最大速度。,C3.6圆管流动沿程损失,C3.6.1达西公式,水力光滑,粗糙过渡区,水力粗糙,湍流,雷诺数Re,相对粗糙度/d,绝对粗糙度,粗糙度,流态,层流,商用管,人工管
6、,达西摩擦因子,C3.6圆管流动沿程损失,C3.6.3穆迪图,C3.6圆管流动沿程损失,完全粗糙区,穆迪图,湍流光滑区,过渡区,层流区,粗糙过渡区,普朗特史里希廷公式,布拉休斯公式,罗斯线,C3.6圆管流动沿程损失,C3.6圆管流动沿程损失,表C3.6.1商用管等效粗糙度,例C3.6.3沿程损失：已知管道和流量求沿程损失,求：冬天和夏天的沿程损失hf,解：,已知:d20cm,l3000m的旧无缝钢管,900kg/m3,Q90T/h.,在冬天为1.09210-4m2/s,夏天为0.35510-4m2/s,在夏天，查旧无缝钢管等效粗糙度=0.2mm,/d=0.001查穆迪图2=0.0385,例C3
7、.6.3A沿程损失：已知管道和压降求流量,求：管内流量Q,解：,穆迪图完全粗糙区的0.025,设10.025,由达西公式,查穆迪图得20.027,重新计算速度,查穆迪图得20.027,例C3.6.3B沿程损失：已知沿程损失和流量求管径,求：管径d应选多大,解：,由达西公式,例C3.6.3B沿程损失：已知沿程损失和流量求管径,由/d=0.2/98.5=0.002，查穆迪图得2=0.027,d2=(3.711040.027)1/5=0.1(m),Re2=4000/0.1=4.01104,/d=0.2/99.6=0.002，查穆迪图得3=0.027,取d=0.1m。,参照例C3.6.3A,选1=0.
8、025,C3.7局部损失,C3不可压缩粘性流体内流,C3.7局部损失,入口与出口,(1)三种管入口,(2)管出口（K=1）,扩大与缩小,(1)突然扩大,(2)突然缩小,(3)渐扩管,时,K为极小值。,C3.7局部损失,弯管和折管,(1)弯管,(2)折管,安装导流片后，K减小80%。,阀门,关闭时,K,全开时,K值为闸阀蝶阀球阀。,例C3.7.2管路损失计算：沿程损失+局部损失,已知:图CE3.7.2示上下两个贮水池由直径d=10cm，长l=50m的铁管连接（=0.046mm）中间连有球形阀一个（全开时Kv=5.7），90弯管两个（每个Kb=0.64），为保证管中流量Q=0.04m3/s,求：两
9、贮水池的水位差H（m）。,管内流动损失由两部分组成：局部损失和沿程损失。局部损失除阀门和弯头损失外，还有入口（Kin=0.5）和出口（Kout=1.0）损失,沿程损失为,例C3.7.2管路损失计算：沿程损失+局部损失,由穆迪图确定。设=106m2/s,查穆迪图可得=0.0173,对两贮水池液面（1）和（2）列伯努利方程的第一种推广形式,由(B4.6.13b）式,对液面V1=V2=0，p1=p2=0，由上式可得,例C3.7.2管路损失计算：沿程损失+局部损失,C3.8非圆形管中的流动,C3不可压缩粘性流体内流,C3.8.1非圆形管流量公式,1.椭圆管,2.同心圆环管,3.等边三角形管,3.矩形管
10、,C3不可压缩粘性流体内流,C3.8.2非圆形管流动沿程损失,1.水力半径与直径,水力半径,P为湿周：壁面与流体接触周长,水力直径,椭圆,同心圆环,等边三角形,矩形,C3.8.2非圆形管流动沿程损失,2.非圆形管水力计算,（1）雷诺数用水力直径表示,用水力半径表示,临界雷诺数,（2）用水力直径表示的达西公式,适用范围：(1)管截面不特别扁长（矩形l4h），(2)液体与气体,为达西摩擦因子（查穆迪图），相对粗糙度为/dh。,我劝一个草率结婚的朋友离婚。她平静的告诉我，如果说当初鲁莽结婚是个错误。那么，现在草率离婚是一错再错。这位朋友后来还是离婚了，大家一致认为她的行为很理性。同样的故事正在互联网
11、搜索巨头谷歌身上发生，但是谷歌选择了草率“离婚”。饮鸩止渴由于急于抑制苹果iphone手机翻天覆地的产业冲击，谷歌采取急功近利的粗糙型开放策略。饮鸩止渴的策略一时取得了成果。市场研究公司尼尔森最近公布的数据显示，在通过VerizonWireless、AT教育不可以，受过良好教育的没落者更是随处可见。只要有毅力和决心，就是无所不能的。毅力并不总是意味着永远坚持做同一件事。它意味着无论你做任何事情，你都要立刻全心投入，竭尽全力；它意味着先做艰苦的工作，再去期待随之而来的满足和回报。它意味着开心地工作，渴望更多的知识和进步。它意味着多打几个电话，多夏装几里路，多除草，早起床，意味着总是寻求更好的方式
12、去做你在做的事情。毅力就是经历考验和过失的成功。人生成功第7课驻足片刻闻花香在现代生活的忙忙碌碌中，人们很少会停下来欣赏自然的美。问问自己，你有多少次倾听过鸟儿的歌唱。你最近一次抬头仰望闪耀的星空又是在什么时候？时光飞逝，人生苦短。不要忘记驻足闻闻花香。我们在急于谋生的过程中，往往忽视了我们生活的品质。多少次，你听见人们为这为那说“我忙死了。”多可惜啊！有一天，当他们真的找到时间能够驻足片刻闻花香时，可能已经太迟了。人生成功第8课加入到微笑者和赞美者的行列来当你对别人，别人也会对你报以，你自然会感觉很棒。即使他有对你报以，你也会感觉很棒，因为你认识到世界上最贫穷的人就是从不微笑的人，当你对那个
13、人微笑，你立刻变得更加富有。赞美也是这个道理。当你真诚地毛病抑或恭维一个人时，他将立刻受益，更喜欢自己。当你让别人感觉更好时，你自己也会感觉更好。人生成功第9课让自己快乐。调查表明，我们当中70%的人在生活中时间有临床性的抑郁现象。如今我们有这么多的机遇，为什么我们还这么不快乐呢？人们尝试各种东西：金钱，权利，事业，婚姻，离婚，酒精，摇滚甚至毒品，但我们大多数人只是想要得到一样东西快乐。快乐是人的一种自然的身心状态；我们只要去相信快乐，让自己感受快乐。要宣称：我应当得到快乐。说出来，唱出来，喊出来。优先考虑快乐，让快乐成为你最重要的事情。对你所拥有的一切抱以感激之情吧。人生成功第10课我拥有无
14、与伦比的想象力现在我将通过这种神奇的力量得到我想要的。如果我害怕发表演讲，我就想象自己在公众场合无所畏惧，充满信心；如果我在病魔的煎熬，我就想象我以前健康的样子；如果我感到贫穷，我就想象我将要富有。现在我明白了：人类惟一的限制就是想象力。我之所以没有成功，原因就在于我不知道如何使用我的想象力。现在，我精通这个技巧，我将从中受益。最大的回报将是成功和愈加快乐。你会管理时间吗?如何让自己一天的时间不止24小时呢?这里有一些总结:你会管理时间吗?（1）1.对目标、任务、会议等事件分别按优先级进行排序；2.从优先级最高的事物着手；3.和拖延做斗争，如果事情重要，从现在开始做；4.把大的、艰难的任务细分
15、为小的、容易的部分；5.为自己创造一小时的宁静，哪怕这需要很强的意志力，或者有时不起作用；你会管理时间吗?（2）6.找到一个隐蔽的地方，如图书馆或空闲的办公室；7.当你有重要的事情要处理时，学会对别人说“不”；8.学会委派别人做事；9.归纳相似的事情，把它们放在一起处理；10.减少例行事务：它们不值得花费过多时间。缩短低价值的事件。抛开没有价值的信件和文书工作。委派别人完成、减少或推迟优先级很低的任务；你会管理时间吗?（3）11.避免完美主义。记住80/20定律；12.避免做出过多许诺。对你在有限时间内能完成的工作持现实态度；13.不要把时间表排得满满的，为自己留下一定机动时间应付突发事件；1
16、4.设置时间限制。例如，做某些决定时，不应超过3分钟；15.聚精会神地做手头的事情；你会管理时间吗?（4）16.处理重要事情时，使用大块的时间；17.迅速处理困难的事情，等待和拖延不会使它们变容易；18.文书工作争取只处理一次；19.在行动以前，彻底地思索整件工作；20.第一次就做好。成功是一种习惯，习惯是需要培养的成功是一种习惯，习惯是需要培养的（1）1：找方法，不找借口。2：遇到挫折时，对自己说“太棒了”。3：不说消极的话，不落入消极的情绪，一旦出现立即正面处理。4：随时用零碎时间做零碎的事。5：写下来，不要太依靠脑袋记忆。6：随时记录灵感。7：守时8：把重要的观念方法写下来，并随时提醒自己。9：走路时，比平时快30%，肢体语言要健康，有力，不懒惰，不萎靡。10：每天自我反省一次。11：每天坚持一次运动。12：开会坐在前排。13：微笑。14：说话时，声音有力。15：说话之前，先考虑对方的感受16：每天有意识或真诚地赞美
