流体流经管路的阻力损失

总阻力：

1. 直管阻力：由于流体的内摩擦而产生的阻力。

2. 局部阻力：流体流经管路中管件、阀门等局部地方所引起的阻力。

湍流时的速度分布与摩擦系数

湍流速度分布只能就时间平局而言，真实速度围绕均值波动（包括大小和方向）。平均速度在截面上、尤其在管中心部位分布更趋平坦。

试验表明：在发达湍流情况下，u≈0.82u_max。

因次分析法：

问题：流体流动与传递过程是十分复杂的现象，许多问题难于完全通过理论解析表达。由于影响过程的因素很多，单独研究每个变量不仅使实验工作量浩繁，且难以从实验结果归纳出具有指导意义的经验方程。

解决方法：首先通过试验确定主要影响因素，用因次分析法等方法将诸多因素间的关系转换为少数几个独立的无因次数群间的函数关系，然后通过实验建立无因次数群的具体关系式。

任一物理方程式两边或方程中的每一项具有相同的因次——任何物理方程式均可转化为无因次的形式。

伯金汉π定理

一个物理方程可以变换为无因次准数方程，独立准数的个数i等于原方程变量数n减去基本因次数m。

I=n-m

直管摩擦阻力损失的影响因素：

1.层流（滞流）区（Re≤2000）

λ=f（Re）,λ=64/Re，双对数坐标上为直线。

2.过渡区（2000≤Re≤4000）

可按湍流计算，将相应湍流时的曲线延伸，查取λ值。

3.湍流区（Re≥4000）

虚线以下，λ=f（Re，ε/d）

λ随ε/d增加而上升，随Re的增加而下降。

4.完全湍流区：（阻力平方区）

虚线以上λ=f（ε/d）

阻力与速度的平方成正比。

5.光滑管λ的经验公式：——柏拉修斯公式

非圆形直管内的阻力损失：

当量直径：de=4*流通截面积/湿润周边长=4A/π。

长方形：de=2ab/（a+b）

环隙：de=d₁-d₂

注意：

1.只能用de代替Re及△Pf中的d，不能用de来计算流体的流道截面积、流速和流量。

2.对层流流动，用de计算时，摩擦系数应采用下式计算λ=C/Re式中C值，由管道的截面而定。正方形C=57,正三角形C=53,环形C=96,长方形长宽2:1/C=62，长方形长宽4:1/C=73。

局部阻力损失：

阻力系数法：将流体流过管件或阀件等产生的局部阻力损失用相连管路中流体动能的倍数表示，则该倍数被称为局部阻力系数。

1.进口与出口的局部阻力系数

流体自管子进入容器或从管子直接排放到管外空间：局部阻力系数=1.

流体自容器进入管内：局部阻力系数=0.5.

2.管件与阀门的局部阻力系数

查相关资料和表查得。

当量长度法le：与流体流过管件或阀件等所产生的局部阻力损失相等的同径直管的长度。

管件和阀门的当量长度数据都是由实验确定的，在湍流情况下某些管件与阀门的当量长度可从共线图查得。

管路总摩擦阻力损失=直管摩擦阻力损失+局部阻力损失。