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文档简介

第十节流动阻力计算 1 10 1阻力产生的机理 1 10 2管内流动阻力计算 单位J kg 与 二者之间的关系 一 流体的粘性 二 边界层分离 1 概述 柏努利方程式中的机械能损失项系指所划定的管路系统内的总能量损失 特别强调 与柏努利方程中两截面的压力差是两个截然不同的概念 2 直管中的摩擦阻力 或 计算圆管摩擦阻力的通式为 由于层流和湍流的摩擦阻力产生的机理不同 f或的求法也不同 1 层流时的摩擦系数 2 湍流时的摩擦系数 A 管壁粗糙度对摩擦系数的影响 管壁的粗糙程度可用绝对粗糙度e和相对粗糙度e d表示之 粗糙度对流体的影响图如下 因此在分析湍流的摩擦阻力时还必须将壁面粗糙度这一重要因素包括进去 B 湍流摩擦系数的半经验公式 可在很大Re范围使用 Re 3 4 106 C 湍流摩擦系数的经验关联式 a 光滑管 i 尼库拉则 Nikurades 式 上式适用范围为 ii 布拉修斯 Blasius 式 上式适用范围为 b 粗糙管 上式适用范围为 的钢管或铁管 ii 柯尔布鲁克 Colebrook 式 i 顾毓珍等人公式 上式适用于 3 摩擦系数图 莫狄 Moody 摩擦系数图有四个不同的区域 层流区 过渡区 湍流区 完全湍流区 虚线以外区域 4 非圆形直管的摩擦阻力 3 管路上的局部阻力 1 阻力系数法 A 层流 流体在非圆形管内作湍流流动时 其摩擦系数可按圆管湍流的诸式或图1 35进行估算 但要用流道的当量直径de代替圆管直径d 可以采用第七节的方法 通过直接求解奈维 斯托克斯方程得到流动阻力的计算式 B 湍流 该法是将局部能量损失表示成流体动能因子 的一个倍数 即 或 A 突然扩大与缩小 突然扩大时的阻力系数计算式为 ii 突然缩小见图 突然缩小时的阻力系数计算式为 i 突然扩大见图 B 管入口与管出口 C 管件与阀门 常见管件与阀门的局部阻力系数参见表 2 当量长度法 或 管件与阀门的当量长度共线图如下 管入口 管出口 管件与阀门的局部阻力亦可仿照写成如下形式 表1 3常见管件与阀门的阻力系数 阻力系数 阻力系数 3 管路系统中的阻力计算小结 如果用当量长度Le代替上式的 则总阻力的计算 又可写成 综上所述 管路系统中的总阻力 应包括直管中的摩擦阻力 突然扩大 突然缩小以及管件与阀门的局部阻力 其通式为 学习指导 通过本知识点的学习 应掌握管内流动阻力及阻力系数的计算方法 包括直管中的摩擦阻力 管路上的各种局部阻力 2 本知识点的重点 管内流
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