岩土工程师考试基础知识重点：流动阻力和水头损失（1）

会计考友

第三讲  流动阻力和水头损失[/B]
【内容提要】
本节主要学习层流、紊流及水利学几何要素，雷诺数及层流、紊流的判别，层流、紊流的运动特征、沿程、局部水头损失系数及水头损计算，边界层和绕流阻力计算。
【重点、难点】
层流、紊流的概念及判别，不同流态下的阻力规律和水头损失的计算
【内容讲解】
一、实际流体的两种流态——层流和紊流[/B]
(一)雷诺实验

雷诺曾经以图所示的装置来进行实验，揭示了两种流态不同的本质并确定圆管流态的判别数。
打开玻璃管的调节阀，玻璃管中水开始流动。再打开颜色液的小阀，颜色水将进入玻璃管，与水一起流动。当管中平均流速副较小时，颜色液呈一直线状(如图中a)，与周围清水互不掺混，这种有规则的分层流动被称为层流。随着的增大，颜色液将产生波动，直到某一数值，颜色液扩散到清水中，不复再见(见图中b)。这时，两者已互相掺混，每个流体质点的轨迹是十分混乱的，这种流态被称作紊流。此时若再将流速减小，必须减小到比前一I临界值更小的数值，流态才会转变为层流。层流和紊流由于两者内部结构不同，
能量损失的规律也不同。由实验得到：直管上下游断面间的水头损失，层流时与断面平均流速的一次方成正比，紊流时则与流速的1.75～2.0次方成正比，
    ([/B]二)层流和紊流的判别数——雷诺数[/B]
由于层流和紊流水头损失的规律不同，在计算水头损失前，必须判别流态。流态的确定除了与流速的大小有关外，还与管径和流体的粘性有关。因此采用综合性的雷诺数Re作为判别流态的无量纲数。