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文档简介

第四节管内流动的阻力损失 直管阻力 流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而产生的阻力 局部阻力 流体流经管件 阀门等局部地方由于流速大小及方向的改变而引起的阻力 一 直管摩擦损失的通式 摩擦因数 范宁公式 适用范围 不可压缩流体的稳定流动 层流 湍流均可 层流时的摩擦因数 二 量纲分析法 目的 1 减少实验工作量 2 结果具有普遍性 便于推广 基础 因次一致性即每一个物理方程式的两边不仅数值相等 而且每一项都应具有相同的因次 物理量的同种单位叫因次 基本因次 如长度L 质量M 时间 温度T 二 量纲分析法 基本定理 白金汉 Buckinghan 定理设影响某一物理现象的独立变量数为n个 这些变量的基本因次数为r个 则该物理现象可用N n r 个独立的无因次数群表示 将摩擦因数 对Re及e d的关系曲线标绘在双对数坐标上 三 湍流的摩擦系数 注意 1 壁面的凹凸处高低深浅并不相等 e只代表一个平均值 2 表1 1所列数值都是指新管而言 1 边界层分离 2 范宁公式 3 摩擦因数 4 量纲分析法 基础 因次一致性 基本定理 白金汉 Buckinghan 定理 四 非圆形管内的流动阻力 当量直径 边长分别为a b的矩形管 套管环隙 内管的外径为d1 外管的内径为d2 说明 1 Re与Wf中的直径用de计算 2 层流时 正方形C 57套管环隙C 96 3 流速用实际流通面积计算 例1 分别计算下列情况下 每kg流体流过长100m的直管的机械能损失 1 20 的硫酸在直径为50mm的钢管内流动 流速0 4m s 2 20 的水在内径为68mm钢管内流动 流速2 0m s 例2 10 的水流过一根水平钢管 管长300m 要求达到的流量为500l min 有6m的压头可供克服流动的摩擦损失 试求管径 五 局部损失 一 阻力系数法 将局部阻力表示为动能的某一倍数 局部阻力系数 1 突然扩大 注意 用 计算突然扩大的损失时 要按小管内的速度计算动能项 2 突然缩小 突然缩小时造成的阻力主要还在于突然扩大 注意 用 计算突然缩小的损失时 也要按小管内的速度计算动能项 3 管进口及出口进口 流体自容器进入管内 进口 0 5进口阻力系数出口 流体自管子进入容器或从管子排放到管外空间 出口 1出口阻力系数4 管件与阀门 蝶阀 二 当量长度法 将流体流过管件或阀门的局部阻力 折合成直径相同 长度为Le的直管所产生的阻力 Le 管件或阀门的当量长度 m 总阻力 减少流动阻力的途径 管路尽可能短 尽量走直线 少拐弯 尽量不安装不必要的管件和阀门等 管径适当大些 例 如图所示 将敞口高位槽A中870kg m3 粘度为0 8mPa s的溶液自流送入设备B中 设备B中压力为10kPa 阀门前 后的输送管路分别为 38mm 2 5mm和 32mm 2 5mm的无缝钢管 阀门前后直管段部分总长分别为10m和8m 管路上有一个90
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