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1、第四章第四章 流动形态与水头损失流动形态与水头损失一一. . 沿程水头损失与壁面切应力的关系沿程水头损失与壁面切应力的关系切应力在边壁最大切应力在边壁最大水力坡度水力坡度: :达西公式达西公式: :s基准面总水头线二二 流体运动的两种流态流体运动的两种流态- -层流与湍流层流与湍流 hf层层 流流过渡流过渡流湍流湍流1.1.雷诺实验雷诺实验(1883)(1883)判断流态的标准判断流态的标准- -雷诺数雷诺数2.2.沿程损失与流速的关系沿程损失与流速的关系层流 hf 与 V 的 1 次方成正比；紊流 hf 与 V 的 2 次方成正比。三三 圆管层流圆管层流 积分得积分得由边界条件由边界条件 得
2、得对于水平管对于水平管最大流速最大流速平均流速平均流速沿程水头损失沿程水头损失沿程水头损失系数沿程水头损失系数四四 湍流的基本特征湍流的基本特征1. 1. 时均值与瞬时值时均值与瞬时值tTOu图4-2 湍流速度时间曲线2. 2. 湍流附加切应湍流附加切应力力平面均匀流为例平面均匀流为例湍流的切应力湍流的切应力涡粘性理论涡粘性理论3. 3. 湍流应力的计算理论湍流应力的计算理论 ， 混合长度理论混合长度理论混合长度混合长度- -近壁处近壁处4. 4. 粘性底层粘性底层水力光滑面水力光滑面水力粗造面水力粗造面过渡粗造面过渡粗造面五五. . 湍流的流速分布湍流的流速分布 摩阻流速摩阻流速 粘性底层粘性底层在交界处在交界处 于是流速得湍流的分布式为于是流速得湍流的分布式为紊流 u层流 u 尼古拉兹实验公式尼古拉兹实验公式 水力光滑管水力光滑管 水力粗造管水力粗造管五五. . 沿程水头损失系数的计算沿程水头损失系数的计算 水力光滑管水力光滑管 水力粗造管水力粗造管管理机构管理机构- -教务处教务处- -精品课程精品课程- -课程列表课程列表- -工程流体力学工程流体力学( (进入进入) )。1演示实验2.静水压强量测实验3文丘里流量计实验：4动量方程验证实验：作业作业 12,1512,15
