代入得【例1-16】～【例1-18】自学二、机械能衡算方程的应用示例第1章流体流动基础1.5流体流动的阻力第1章流体流动基础前面导出了两个重要方程:本节的核心问题是求解机械能衡算方程中的或。本节主要内容：1.5流体流动的阻力1.5.1流动阻力与能量损失的概念第1章流体流动基础一、动量传递与流动阻力产生的机理二、管内流动阻力的分类三、计算直管摩擦阻力的通式.1.层流与分子动量传递对于牛顿型不可压缩流体的层流流动，牛顿定律可以写成通过考察该式中各项物理量的单位，可说明其物理意义。一、动量传递与流动阻力产生的机理——单位时间通过单位面积的动量（动量通量momentumflux)；——单位体积具有的动量（动量浓度）；一、动量传递与流动阻力产生的机理1.2.一、动量传递与流动阻力产生的机理——动量浓度梯度；——动量扩散系数（momentumdiffusivity）3.4.负号表示动量通量的方向与梯度的方向相反。分子动量通量＝－动量扩散系数×动量浓度梯度据此做层流运动的流体内部，凡是存在速度梯度（或动量浓度梯度）的区域，都会产生动量的自发传递现象，而动量传递的速率即反映了流体阻力的大小。传递速率越大，摩擦阻力越大。一、动量传递与流动阻力产生的机理图示：mu1mu2动量通量uxxyux+duxyy-dyy+dyux-dux分子动量传递机理示意一、动量传递与流动阻力产生的机理与固体壁面间的摩擦阻力不同，流体阻力不但产生于流体与壁面之间，更重要的是产生于流体内部！将界面放大至分子级（1）质点的高频脉动与混合；（2）由于质点的高频脉动与混合，湍流的动量交换（流动阻力）远远大于层流；（3）由于质点的高频脉动与混合，使得在与流动垂直的方向上流体的速度分布较层流均匀。湍流的特点2.湍流特性与涡流动量传递一、动量传递与流动阻力产生的机理图1-19圆管中流体的速度分布层流湍流一、动量传递与流动阻力产生的机理时均量与脉动量图1-20湍流中的速度脉动一、动量传递与流动阻力产生的机理流场中某一空间点上x方向的速度ux～曲线除流速之外，湍流中的其它物理量，如温度、压力、密度等等也都是脉动的，亦可采用同样的方法来表征，如从上图可知,x方向脉动速度(fluctuationvelocity)瞬时速度(instantaneousvelocity)时均速度(timemeanvelocity)一、动量传递与流动阻力产生的机理x方向的时均速度定义为：一、动量传递与流动阻力产生的机理湍流时的动量传递不服从牛顿粘性定律。但可仿照牛顿粘性定律的形式表达涡流动量通量＝涡流动量扩散系数×时均浓度梯度一、动量传递与流动阻力产生的机理湍流中的总动量通量可表示为：涡流运动粘度(eddyviscosity)或涡流动量扩散系数(eddydiffusivity)，m2/s。涡流运动粘度不是流体物理性质的函数，而是随湍流强度、位置等因素改变。一、动量传递与流动阻力产生的机理湍流动量传递的解释湍流阻力（或动量传递速率）远远大于层流！一、动量传递与流动阻力产生的机理在湍流流体内部，除由于速度梯度产生的分子传递外，还存在流体微团（或质点）脉动引起的涡流传递，如图：uxxyux+duxyy-dyy+dyux-dux分子扩散微团扩散直管摩擦阻力产生的机械能损失总机械能损失局部阻力产生的机械能损失二、管内流动阻力的分类机械能衡算方程：直管阻力损失总阻力损失局部阻力损失简称二、管内流动阻力的分类总压降摩擦阻力引起的压力降形体阻力引起的压力降令或2.红线代表总机械能沿程的降低。1.黄线代表理想流体的机械能沿程不变；H00二、管内流动阻力的分类hfhfhfhfhf习题第1章17、18、19、20化学工程与工艺专业核心课程——化工流体流动与传热第1章流体流动基础1.4流体流动的基本方程1.4.1连续性方程1.4.2运动方程1.4.3机械能衡算方程一、理想流体沿流线稳态流动的伯努利方程二、实际流体沿流线稳态流动的伯努利方程三、实际流体在管内稳态流动的机械能衡算方程.1.两个重要概念（1）均匀流段与非均匀流段在流动区域内，所有流线都相互平行。推导见例1-14。三、实际流体在管