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流动阻力及管路特性曲线 Copyright@ 制冷与冷藏技术 第一节 圆管内流动 第一节 圆管内流动 第一节 圆管内流动 第一节 圆管内流动 第一节 圆管内流动 第一节 圆管内流动 第一节 圆管内流动 第一节 圆管内流动 第一节 圆管内流动 第二节 能量损失 第二节 能量损失 第二节 能量损失 第三节 沿程阻力系数 第三节 沿程阻力系数 第三节 沿程阻力系数 第三节 沿程阻力系数 第三节 沿程阻力系数 第三节 沿程阻力系数 第三节 沿程阻力系数 第三节 沿程阻力系数 第四节 局部损失计算 第四节 局部损失计算 第四节 局部损失计算 第四节 局部损失计算 第四节 局部损失计算 第四节 局部损失计算 第四节 局部损失计算 第四节 局部损失计算 第五节 管路特性曲线 第五节 管路特性曲线 第五节 管路特性曲线 第五节 管路特性曲线 第五节 管路特性曲线 5.2管路阻抗 1.短管的阻抗 短管的计算包括了沿程损失、局部损失和出口速度水头。 举例 以图示0-0为基准面，对自由液面 1-1和出口截面2-2列出能量方程 5.3串联与并联管路特点 1.串联管路 串联管路由不同管径的简单管路串接而成 串联管路的流动特点为：各管段流量相等，损失迭加，全管段总阻抗为 各管段阻抗之和。 2.并联管路 并联管路由若干有共同起点、共同终点的管段并接而成，类似于并联电路， 如图3-32所示。并联管路的流动特点为： 《制冷流体机械》 授课：陈礼 余华明 压缩机总述 顺德职业技术学院 《制冷流体机械》精品课程 1.1雷诺实验 1.2流态及流态的判定 1.层流与紊流 当管内流体运动速度较低时，流体只作轴向运动，而无横向运动。实际 上此时流体在管内的运动是一种分层运动，各层间互不干扰，也互不相 混。这种流动状态称为层流。 管中流体速度增大到一定程度时，流体在管中的横向运动十分剧烈，流 体间产生了强烈的混合。流体的层状运动被彻底打破，流体在向前流动 时处于无规则的混乱状态。这种流动状态称为紊流。 2.流动状态的判定 (1)雷诺数 Re= –平均流速，m/s; -圆管内径，m; -流体运动粘度，m2/s。 当 和 一定时，雷诺数只随 而变化，所以在最初的实验中只反映 出速度的影响。 (2)临界雷诺数 Re2000 　属层流运动 Re4000　　属紊流运动 2000 Re 4000属过渡流运动 在实际工程计算中，可以简化为： Recr＝2000 　 Re2000 　为紊流 Re≤2000 　为层流 （3）非圆管内流态的判定 临界雷诺数仍为2000，雷诺数低于2000为层流流动，雷诺数高于2000则为 紊流流动。然而，雷诺数计算公式中的直径d必须用当量直径 代替。所谓 当量直径是指与非圆形截面管道具有相同流动阻力的圆管内径。 式中的 称为水力半径。 边长为a和b的矩形管　 宽为a、高为b、水流湿润到整个高度的明渠　 1.3边界层基本概念及圆管中的速度分布 1.平板边界层 流场中出现了两个性质不同的流动区域：紧贴固体壁面的薄层，流体受粘 性力的影响极大，速度变化极大，称为边界层 2.曲面边界层及其分离观象 取同一水平线上流道截面积逐渐扩大的渐扩流道，如图下图所示,列出上 下游断面间能量方程。为简化分析，假定 由于 则有： 但二断面中压力能与动能之和相等，必然就有: 3.管道内流动边界层 边界层汇合前的阶段，即边界层发展的阶段称为流体进口段 边界层汇合后的阶段称为流动充分发展阶段 4.圆管中的速度分布 层流、紊流，管轴心处的速度均为最大速度，记为 ；管壁处的速度为零。 对于圆管内层流流动 对于圆管内紊流流动 2.1能量损失 1.沿程损失与局部损失 沿程损失与管道内径成反比，与管段的长度、速度水头成正比。在同一管径 的管段中，沿程损失沿管段均匀分布，即 —沿程阻力系数，无因次数； —管段长度，m； —管道内径，m； —流体平均流速，m/s。 2.2能量损失 整个管路的能量损失为各管段的沿程损失与各处的局部损失之和 用压力形式表示的沿程损失和局部损失分别为 3.1沿程阻力系数的影响因素 层流流动时雷诺数较小，粘性力起着主导作用。层流的阻力也就是粘性阻力 ，仅仅取决于Re，而与管壁粗糙度无关。粘性阻力仍然取决于雷诺数，而惯 性阻力受壁面粗糙度的影响较大。粗糙度对沿程损失的影响不完全取决于管 壁表面粗糙突起的绝对高度K，而是取决于它的相对高度，即粗糙突起的绝 对高度K与管径d的比值，K/d，称为相对粗糙度。其倒数d/K称为相对光滑度。 因此，对于层流： 对于紊流： 3.2尼古拉兹曲线 五个阻力区 3.3工业管道