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文档简介

1 1 4管内流动的阻力损失 流体流动阻力包括 1 直管阻力损失 沿程阻力损失 2 局部阻力损失 管件 阀门等的阻力损失 2 1 4 1直管阻力损失 1 直管阻力损失的直观表现 说明 若管路直径不等或不水平 则上下游截面间的压力变化除因阻力损失外 还包括位能或动能变化所引起的部分 即 p1 p2 pf 压力降 阻力损失的直观表现 3 阻力损失有三种 hf J kg单位质量Hf m单位重量 pf Pa单位体积 直管阻力损失的计算 4 2 范宁公式 上三式为计算直管阻力损失的范宁公式 它适用于层流和湍流 5 1 4 2层流时的摩擦损失 由层流时的最大速度与压力降的关系可得 与范宁公式比较 此式称为哈根 泊谡叶 Hagen Poiseyulle 公式 由哈根 泊谡叶公式得层流时阻力损失与速度的一次方成正比 与管长的一次方成正比 与管径的两次方成反比 注意该式适用于层流 牛顿流体 6 1 4 3湍流流动的阻力损失 1 因次分析法 因次论的依据 1 物理量方程的因次一致 2 定理 任何因次一致的物理量方程都可以表示为准数关联式 准数个数为i n m 式中 n为物理量个数 m为用于表示所有物理量的基本因次数目 因次 就是量纲 如质量 M 长度 L 时间 7 影响直管阻力压力损失的因数有三个 1 物性因数 和 2 设备因数 L d和管壁粗糙度 3 流动因数 u 以上因素可以函数形式表示为 因此 流动阻力损失若按每个变量做五个点 则实验量惊人 56次 采用因次分析法步骤 找出影响因数 得准数 实验得准数关联式 减少了工作量 具体研究方法采用瑞列 Rayleigh 法 8 式中七个物理量的因次为 p M 2L 1 u L 1 d L ML 3 ML 1 1 L 将各物理量的因次代入 整理得 根据因次一致性原则得 将b q k表示为a c j的函数 整理得 带入 p的幂函数中 瑞列 Rayleigh 法 9 一般 指数b 1 与范宁公式比较得摩擦系数 10 2 湍流时的摩擦损失 即湍流时的 不仅与Re有关 还与管壁的粗糙度 有关 11 湍流摩擦损失2 对光滑管内的湍流 有Blasius公式 当Re很大时 与Re无关 hf与u2成正比 故称为阻力平方区 即层流时hf u 湍流时hf u1 75 2 0 12 1 4 4非圆形管内的摩擦损失 方法是用当量直径de代替圆管中的d 当量直径定义为 注意这里de仅用于阻力损失和雷诺数的计算中 而速度u为实际平均速度 即 非园管层流时式中管截面形状 正方形c 57 环形c 96 等边三角形c 53 13 1 4 5局部阻力损失 流体流经管件 阀门处由于流道变化大 多发生边界层脱离 产生大量旋涡 消耗了机械能 1 阻力系数法 2 当量长度法 阻力系数le 当
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