38流体流动中的阻力损失汇编.doc

38 流体流动中的阻力损失。 流体在运动过程中，由于流体的分子之间摩擦产生阻力，同时，流体与管道或容器之间的摩擦也产生阻力，所以当流体在流动时总是要产生压力降，若水输送时，到用户点压力总要比原先送出的压力来得低。 流体运动中所产生的阻力损失，简称为压力降，是与多种因素有关，即与流体本身的重度、数量、流经管道或设备的截面，长度及形状等有关。 阻力损失?P分为两种类型，一种为直线管路上的阻力损失(?P1)另一种是流经不同截面及方向改变时造成的局部阻力损失(?P2)。 ?P=?P1十?P2 39 直线管道上的阻力损失。 直线管道内的压力降计算公式如下： ?P1= 其中：?P1直管段阻力损失(毫米水柱) λ：阻力系数，不同材质的管道阻力系数不同 γ重度(公斤／米3) L：管道的长度(米) D：管道的直径{米} v：流速(米／秒) g：重力加速度9．81米/秒2 由上述可知道： 1．当管道内壁越粗糙，则阻损就越大，管道内壁越是光滑，阻损越小。 2．流经长度越是长，那未阻损就大。 3．流通的截面越小．则阻损越大。 4．当管道内流体比重越大，则阻损越大，如同样管道内流过同等数量的焦炉煤气，发生炉煤气和液化石油气则其阻损是液化石油气，发生炉煤气，焦炉煤气。 5．当流速增大时，阻损则成平方比增长，如速度增加一倍，=2，则其阻损为4。 =4 40 什么叫局部阻力? 除上述在直线管道上阻损有此规律外，同时还因流体行经的管道(或设备)的方向和截面有变化时，产生的局部阻力大致有下列不同的型式： 1．管道截面的扩大或缩小(包括突然扩大与缩小，逐渐扩大与缩小)。 1 流经不同角度的弯头(不同角度的直角弯，园弧弯以及波形弯)。 3．不同的三通(同径或异径)。 4．流经流量孔板。 5 流经各种不同类型的阀门。 6．流经不同类型的管道附件，如膨胀器等。 局部阻力损失?P2的大小与阻力系数有关，不同截面变化，不同流经角度改变，它们的阻力系数都不同。 ?P2= 其中：?P 2局部阻力损失 ζ：局部阻力系数 r：重度(公斤／米3) v：流速(秒／米) g：重力加速度9．81米／秒2 41 什么叫层流?什么叫素流? 流体在管道内流动有两种状态，当流速小时，呈层流状态，(层流又称为滞流)，当流速大时，呈紊流状态，(紊流又称为湍流)。 1．当流速小时，由于管道与流体之间存在的边界层，此边界层呈不流动．而越靠近边界层的，所受的阻力就越大，所以由管中心向管壁的流速分布是逐渐变小，流体的平均速度的为管中心速度的一半，此时流体质点的流动只是轴向的流动。 2 当流速大的，流体质点不但有轴向的流动，而且流体质点还作径向的无规则的流动，此时无边界层，同时管中心流速虽然比管壁的流速要大些，但是流速分布还是比较均匀的，流体的平均速度为管中心速度的0．75-0．85。 在煤气生产中煤气和各种液体介质(如循环水等)，一般都是处于紊流状态。 42如何来判断层流和紊流? 在煤气生产中有许多情况需要流体处于紊流的状态，如二段炉中使用的管式间接冷却器，此时只有当气体与液体处于紊流状况时才不存在边界层，此时传热系敷得以提高，传热效果才较好。 层流与紊流可以利用雷诺数的大小来加以判别： 当Re2300时是处于层流(滞流)状态。 当Re在2300-10000之间是处于过渡流状态，此时紊流刚开始。 当Re1000(3是处于紊流(湍流)状态。 Re= 其中：d：流体流经的管道直径 w：流体的流速 ρ ：流体的密度 μ：流体的粘度 Re：雷诺数．又称为雷诺准数．星无单位的量 图中：W0=最大流速 Wm=平均流速 43 在什么情况下才对造成素流有利? 根据雷诺准数计算公式中可知，下列条件时对造成紊流状态有利： I．当管道的直径越大，则边界层越小，容易造成紊流。 2．当流体的流速大时，则易造成紊流。 3．当流体的密度大时，由于质点的径向运动惯性大，所以易成为紊沉。 4．当气体的粘度大时则不易产生紊流。 44 什么叫稳定流动?什么叫不稳定渣动? 流体在管道中流动时、当流体在任何部位，它的流动状态不随时间的推延而改变，即一切影响流体流动的因素都不随时间的推延而改变、此种流动称为稳定流动，在稳定流动时，不但流体的速度，而且流体的各种性质都相同，同时流体的位置也不改变。 在不稳定流动时，影响流体流动的各种因素随时间的推延而改变，如液槽内的排液，当液体高位时和液位低位时，排出液体在管道中流速是不一致的，即高液位时，液体流速大，低液位时，液体流速小。 45 什么叫静压能?什么叫动能?什么叫位能? 大多数流体在流动过程中是处于不稳定的流动状态，随着时间的推迟，流体本身的能量型式有了变化。 流体的能量型式有三种，即流体的静压能、动能和位能等三种。 1．静压能：表示重量为G的流体在处于静压强为P