计算流体力学课程作业作业题目:沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟学生姓名:易鹏学生学号:专业年级:动力工程及工程热物理12级学院名称:机械与运载工程学院2012年5月2日1沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟一、引言沿程损失(pipelinefrictionloss)是指管道内径不变的情况下,管内流体流过一段距离后的水头损失
其中边界对水流的阻力是产生水头损失的外因,液体的粘滞性是产生水头损失的内因,也是根本原因
沿程能量损失的计算公式是:2flvh=λd2g
其中:l为管长,为沿程损失系数,d为管道内径,2v2g为单位重力流体的动压头(速度水头),v为流体的运动粘度系数
粘性流体在管道中流动时,呈现出两种流动状态,管道中的流速crvv(crv为层流向湍流转变的临界流速)为层流,此时整个流场呈一簇互相平行的流线
则crvv时为湍流,流场中的流体质点作复杂的无规则的运动
沿程损失与流动状态有关,故计算各种流体通道的沿程损失,必须首先判别流体的流动状态
沿程损失能量损失的计算公式由带粘性的伯努利方程22112212fvpvp++z=++z+h2gρg2gρg推出,可知,12fP-Ph=ρg其中:——单位质量流体的动能(速度水头)
流体静止时为0
——单位质量流体的势能(位置水头)
——单位质量流体的压力能(压强水头)
2v2gzpρg2又由量纲分析的定理,得出2ΔpL=λ1dρV2,计算出达西摩擦因子22Δpdλ=LρV,则2fLVh=λD2g,由于VdRe=ν,μν=ρ,则dλ=f(Re)
关于沿程损失最著名的是尼古拉茨在1932~1933年问所做的实验(右图为实验装置图)
其测得曲线如图1,从此得出了几个重要结论:1.层流区Re<2320为层流区
在该区域内,管壁的相对粗糙度对沿程损失系数没有影响
2.过渡区2320<Re<4000为由层流向湍流的转换区,可能是层流,