流体流动阻力
直管阻力
局部阻力
流体在管路中的总阻力
流体流动阻力
直管阻力:流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而
产生的阻力;
局部阻力:流体流经管件、阀门等局部地方由于流速
大小及方向的改变而引起的阻力。
直管阻力
一、阻力的表现形式
流体在水平等径直管中作定态流动。
若管道为倾斜管,则
流体的流动阻力表现为机械能的减少,等径管中,表现为总势能的减少;
水平安装时的等径管,流动阻力恰好等于两截面的静压能之差。
二、计算直管阻力的通式
由于压力差而产生的推动力:
流体的摩擦力:
令
定态流动时
——直管阻力通式(范宁Fanning公式)
其他形式:
——摩擦系数(摩擦因数)
则
J·kg-1
压头损失
m
压力损失
Pa
该公式层流与湍流均适用;
注意与的区别。
三、层流时的摩擦系数
速度分布方程
又
——哈根-泊谡叶
(Hagen-Poiseuille)方程
能量损失
层流时阻力与速度的一次方成正比。
变形:
比较得
四、湍流时的摩擦系数
1. 因次分析法
目的:(1)减少实验工作量;
(2)结果具有普遍性,便于推广。
基础:因次一致性
即每一个物理方程式的两边不仅数值相等,
而且每一项都应具有相同的因次。
基本定理:白金汉(Buckinghan)π定理
设影响某一物理现象的独立变量数为n个,这些变量的基本因次数为m个,则该物理现象可用N=(n-m)个独立的无因次数群表示。
湍流时压力损失的影响因素:
(1)流体性质:,
(2)流动的几何尺寸:d,l,(管壁粗糙度)
(3)流动条件:u
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