管道流动阻力的计算

精品文档 1欢迎下载 流动阻力的计算流动阻力的计算 流体在管道中流动 其流动阻力包括有 1 1 直管阻力直管阻力 流体流经直管段时 由于克服流体的粘滞性及与管内壁间的 磨擦所产生的阻力 它存在于沿流动方向的整个长度上 故也称沿程直管流动阻力 记为fzh 2 2 局部阻力局部阻力 流体流经异形管或管件 如阀门 弯头 三通等 时 由于 流动发生骤然变化引起涡流所产生的能量损失 它仅存在流体流动的某一局部范围 办 记为fJh 因此 柏努利方程中 fh 项应为 fJfzfhhh 说明 流动阻力可用不同的方法表示 fh 1kg 质量流体流动时所损失的机械能 单位为 J kg g hf 1N 重量流体流动时所损失的机械能 单位为 m fh 1 3 m体积流体流动时所损失的机械能 单位为 Pa 或 2 mN 1 1 1 1 直管段阻力 直管段阻力 hfz 的计算 的计算 流体流经直管段时 流动阻力可依下述公式计算 2 2 u d l hfz J kg 或 g u d l g hfz 2 2 m 2 2 u d l hfz pa 式中 磨擦阻力系数 l 直管的长度 m d 直管内直径 m 流体密度 3 mkg u 流体在直管段内的流速 m s 2 2 局部阻力 局部阻力 hfJ 的计算的计算 精品文档 2欢迎下载 局部阻力的计算可采用阻力系数法或当量长度法进行 1 1 阻力系数法 将液体克服局部阻力所产生的能量损失折合为表示 其动能 若干倍的方法 其计算表达式可写出为 2 2 u d le hfJ J kg a 或 g u d le g hfJ 2 2 m b pa 2 2 u d le hfJ pa c 其中 称为局部阻力系数 通常由实验测定 下面列举几种常用的局部阻力 系数的求法 突然扩大与突然缩小突然扩大与突然缩小 管路由于直径改变而突然扩大或缩小 所产生的能量损失按 b 或 c 式计算 式中 的流速 u 均以小管的流速为准 局部阻力系数可根据小管与大管的截面积之比从管件与阀 门当量长度共线图曲线上查得 进口与出口进口与出口 流体自容器进入管内 可看作很大的截面 A1突然进入很小的截面 A2 即 A2 A1约等于 0 根据突然扩大与突然缩小的局部阻力系数图的曲线 b 查出局部阻力系数 c 0 5 这种损失常称为进口损失 相应的系数 c 又称为进口阻力系数 若管口圆滑或喇叭状 则 局部阻力系数相应减少 约为 0 25 0 05 流体自管子进入容器或从管子直接排放到管外空间 可看作很小的截面 A1突然进入很 大的截面 A2截面 即 A1 A2约等于 0 从突然扩大与突然缩小的局部阻力系数图中曲 线 a 可以查出局部阻力系数 e 1 这种损失常称为出口损失 相应的阻力系数 e 又称 为出口阻力系数 管件与阀门管件与阀门 精品文档 3欢迎下载 管路上的配件如弯头 三通 活接头等总称为管件 不同管件或阀门的局部阻力系数 可从有关手册中查出 2 2 当量长度法 将流体流经某一管中或阀门等所引起的局部阻力损 失折合成与其直径相同的一定长度直管段阻力的方法 其计算表达式可写出为 2 2 u d le hfJ J kg g u d le g hfJ 2 2 m 2 2 u d le hfJ pa 其中 le 称为管件或阀门的当量长度 单位为 m le 通常由实验测定 在湍流情况 下某些管件与阀门的当量长度从共线图或有关化工手册查得 3 总阻力 能量 损失的计算总阻力 能量 损失的计算 综合考虑直管段阻力与局部阻力 柏努利方程中 hf项的计算式可改写出为 以 1kg 质量流体流过管道系统表示 g u d lel H g hf f 2 2 m 以 1N 重量流体流过管道系统表示 2 2 u d lel hf J kg 以 1 1 3 m体积流体流过管道系统表示 2 2 u d lel HPff pa 注意注意 由直径不同管段所组成的管路 应先分段计算 然后再求和 u 为相同管径任一截面的流速 但伯努利方程式中的 u 是指相应