文档介绍：第六节
流体在管内流动时的能量损失
概述
流动阻力分类
直管阻力 hf
总阻力Σhf
局部阻力Σ hf’
Σhf= hf + Σ hf’
J/Kg
:
阻力通式:
压头损失:
压降损失:
范宁公式
为无因次系数,称为摩擦系数或摩擦因数,与流体流动的Re及管壁状况有关。
2. 摩擦系数
(1).管壁粗糙度
光滑管:玻璃管、铜管、铅管及塑料管等;
粗糙管:钢管、铸铁管等;
①绝对粗糙度:管道壁面凸出部分的平均高度ε。
②相对粗糙度:绝对粗糙度与管径的比值ε/d。
水力光滑管
完全湍流粗糙管
某些工业管道的绝对粗糙度(36页表1-2)
管道类别
绝对粗糙度ε/mm
管道类别
绝对粗糙度ε/mm
无缝黄铜管、铜管、铝管
~
具有重度腐蚀的无缝钢管
新的无缝钢管或镀锌铁管
~
旧的铸铁管
新的铸铁管
干净玻璃管
~
具有轻度腐蚀的无缝钢管
~
很好整平的水泥管
2. 摩擦系数
(2).层流时的摩擦系数
(3).湍流时的摩擦系数
柏拉修斯光滑管公式
适用范围:光滑管、Re=5×103~105
(4).莫狄图法
图摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度的关系
(4).莫狄图法
摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度的关系
根据Re不同,图可分为四个区域;
(1)层流区(Re≤2000),λ与无关,与Re为直线关系,此时,阻力与u的一次方成正比。
(2)过渡区(2000<Re<4000),在此区域内层流或湍流的λ~Re曲线均可应用,对于阻力计算,宁可估计大一些,一般将湍流时的曲线延伸,以查取λ值。
(3)湍流区(Re≥4000以及虚线以下的区域),此时λ与Re、都有关,当一定时,λ随Re的增大而减小,Re增大至某一数值后,λ下降缓慢;当Re一定时,λ随的增加而增大。
(4)完全湍流区(虚线以上的区域),此区域内各曲线都趋近于水平线,即λ与Re无关,只与有关。对于特定管路一定,λ为常数,直管阻力与速度平方成正比,所以此区域又称为阻力平方区。从图中也可以看出,相对粗糙度愈大,达到阻力平方区的Re值愈低。
ζ:局部阻力系数,一般由实验测定
进口阻力系数:
出口阻力系数:
二. 局部阻力损失
将流体流过管件或阀门的局部阻力,折合成直径相同、长度为的直管所产生的阻力即:
二. 局部阻力损失
当量长度,m