空气流动的流体力学原理-流动阻力和能量损失

局部阻力计算——阀门一、阀门阀门是安装于管道中用于调节风量和进行阻力平衡的，通风工程中常用的有闸阀和蝶阀两种。闸阀二、阀门阻力计算对于阀门局部阻力的计算，主要的参数有：1.插板的插入深度或阀门开启的高度；2.碟片与中心轴线的角度α；Dhα二、阀门的局部阻力计算附表插板阀阻力系数表附表蝶阀阻力系数表h/D0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0圆形管ξ97.835104.62.060.980.440.170.060.05矩形管ξ19344.617.88.124.02.10.950.390.290α/（°）0510153045607090圆形管ξ0.050.30.520.93.9118.7118751∞矩形管ξ0.050.280.450.773.541577.4368∞二、阀门的局部阻力计算

Dh二、阀门的局部阻力计算

α局部阻力计算——三通一、三通及主要参数三通是汇合和分开气流的一种管件，对空气而言，汇合气流的三通称吸气三通，分开气流的三通称压气三通。三通的主管道和支管道支管道主管道？主管道？一、三通及主要参数

D支D主α二、三通的阻力计算

二、三通的局部阻力计算附表一、三通阻力系数表（部分）一、30°三通主路阻力系数表（ξ主）

阻力系数ξ主0.50.60.70.80.91.01.00.600.600.570.550.490.451.10.530.530.500.480.430.401.20.470.470.440.420.370.351.30.410.410.380.360.320.251.40.350.350.320.300.270.221.50.310.310.290.270.240.19二、三通的局部阻力计算附表一、三通阻力系数表（部分）二、30°三通主路阻力系数表（

ξ支）

阻力系数ξ支0.50.60.70.80.91.01.0-1.92-0.85-0.50-0.150.010.151.1-2.08-0.94-0.56-0.19-0.020.131.2-2.24-1.03-0.62-0.23-0.050.121.3-2.40-1.12-0.68-0.27-0.080.111.4-2.55-1.20-0.75-0.30-0.100.101.5-2.62-1.25-0.78-0.32-0.120.09二、三通的局部阻力计算

局部阻力——弯头一、局部阻力局部阻力：当空气流经管道中的局部管件或设备时，由于在边界急剧变化的区域出现了旋涡区和速度的重新分布，从而使流动阻力大大增加，这种阻力称为局部阻力。局部阻力产生于弯头、三通、收缩管、扩散管、阀门、风帽等变形管部位，其大小主要取决于各变形管的变形情况、有关的变形角、变形尺寸大小及空气流速。二、局部阻力产生的原因1.主要原因是管道边界的局部变化引起空气速度的重新分布，因而附加了空气质点的相对运动和变形，也加剧了质点间的摩擦与相互撞击，从而使能量受到额外的损失；2.管道的边界局部变化还引起了空气主流与边壁的分离并最终导致的旋涡的产生，而产生的旋涡消耗主流的能量。三、局部阻力的计算方法

三、局部阻力的计算方法弯头在通风管道中起到改变空气流动方向的作用。根据将管道截面是圆形还是方形，对应的弯头有圆弯头和方弯头两种形式。对于弯头的规格，一般有三个基本参数：1.弯头的曲率半径R；2.转角α；3.弯头管道参数：如圆形弯头的直径D方形弯头的宽和高。三、局部阻力的计算方法附表一、圆形截面弯头阻力系数（部分）

曲率半径转角α/（°）阻力系数D1.5D2D2.5D3D7.50.0280.0210.0180.0160.014100.0580.0440.0370.0330.029300.1100.0810.0690.0610.054600.180.140.120.100.091750.2050.160.1350.1150.105900.230.180.150.130.12三、局部阻力的计算方法附表二、矩形截面弯头阻力系数（部分）𝝃=Ca/b0.250.50.751.01.251.51.752.02.5C1.81.51.21.00.80.680.530.470.40三、局部阻力的计算方法

三、局部阻力的计算方法

三、局部阻力的计算方法

沿程摩擦阻力的计算方法一、基本概念沿程摩阻：空气在直长管道中流动时，流速恒定不变，流动阻力只有沿程不变的切应力，即称为沿程摩擦阻力，简称沿程摩阻。注：空气在直长管道中流动克服沿程摩擦阻力损失的能量，称为沿程摩擦能量损失，简称沿程损失。通常在工程上把沿程摩阻和沿程损失看做一个概念，不会严格区分。二、产生原因产生沿程摩擦阻力的原因主要有两个：一是由于空气的黏滞性而产生的空气内部质点之间的内摩擦力。二是空气与管道内壁之间的外摩擦力。沿程阻力的影响因素：空气的黏性、管道内壁的粗糙度、流动状态及流速、管道长度和直径。黏性越大、内壁越粗糙、流速越大、长度越长，阻力越大；管道直径越大，沿程阻力越小；空气流动状态对沿程阻力的影响较为复杂。三、沿程阻力的计算

三、沿程阻力的计算

三、沿程阻力的计算

三、沿程阻力的计算也可以通过通风管道算图来计算：算图共有5条标线。第一条标线叫做风速或风速与动压力对照线；第二条标线叫做阻力线