流动阻力的计算
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摘要:流体在管道中流动,其流动阻力包括有: (1) 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 hfz。 (2) 局部阻力:流体流经异形管或管件(如阀门、弯头、三通..

关键词:流动 阻力 计算
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流体在管道中流动,其流动阻力包括有:

(1)       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 hfz

(2)       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hfj

1.       直管段阻力(hfz)的计算

2.局部阻力(hfJ)的计算

   局部阻力的计算可采用阻力系数法或当量长度法进行。

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:

*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

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的曲线(b),查出局部阻力系数ec=0.5,这种损失常称为进口损失,相应的系数 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 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ec=1,这种损失常称为出口损失,相应的阻力系数ec又称为出口阻力系数。   

*管件与阀门

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)              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:

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

综合考虑直管段阻力与局部阻力,柏努利方程中项的计算式可改写出为:

 

注意:①由直径不同管段所组成的管路,应先分段计算,然后再求和;

      ②u为相同管径任一截面的流速。但伯努利方程式中的u是指相应衡算截面处的流速。

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