计算流体阻力.pptx

模块一 流体输送技术 03任务三 认识管路中的阻力 03任务三认识管路中的阻力子任务2 计算流体阻力 阻力产生的原因，确定了影响阻力大小的因素主要包括管路的长度、流体的流速或运动状态、管路的特性（管路的粗糙程度、管路的直径等）等，采用相应的计算方法分别计算直管阻力与局部阻力，两者之和为整个管路的总阻力。 3 03任务三认识管路中的阻力4子任务2 计算流体阻力能力目标学习要求与目标1.具有计算直管阻力与局部阻力的能力。2.具有计算流体流动过程中总阻力的能力。知识目标1.掌握流体的直管阻力与局部阻力的计算；2.掌握流体流动过程总阻力的计算。素质目标1.培养诚实守信、团结协作、爱岗敬业精神；2.培养安全、环保、健康生产意识；3.培养严谨的工作态度及质量意识，具备工程管理能力；4.培养分析问题和解决问题的能力；5.创新能力培养等。 03任务三认识管路中的阻力??5 03任务三认识管路中的阻力?6 03任务三认识管路中的阻力2.管壁粗糙程度 工业生产上所使用的管道，按其材料的性质和加工情况，大致可分为光滑管(Smooth pipes)与粗糙管(Roughness pipes)。 通常把玻璃管、铜管、铅管和塑料管等列为光滑管，把钢管和铸铁管等列为粗糙管。 实际上，即使是同一种材质的管子，由于使用时间的长短与腐蚀结垢的程度不同，管壁的粗糙度也会发生很大的变化。7 03任务三认识管路中的阻力绝对粗糙度 绝对粗糙度是管道壁面凸出部分的平均高度，以ε表示。8 03任务三认识管路中的阻力绝对粗糙度 9 03任务三认识管路中的阻力10 03任务三认识管路中的阻力?11 03任务三认识管路中的阻力?12 03任务三认识管路中的阻力②湍流时摩擦系数??13 03任务三认识管路中的阻力管流摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的关系14 03任务三认识管路中的阻力?15 03任务三认识管路中的阻力?16 03任务三认识管路中的阻力?17 03任务三认识管路中的阻力流动状态Reλ阻力与流速的关系层流区Re2000过渡区2000 Re 4000?湍流区Re 4000完全湍流区Re Re cλ、Re、ε/d之间的关系归纳与总结18 03任务三认识管路中的阻力二、局部阻力 局部阻力(form friction)是流体流经管路中的管件、阀门、流量计及截面的突然扩大和突然缩小等局部地方所产生的阻力。 19 03任务三认识管路中的阻力二、局部阻力 20 流体在管路的进口、出口、弯头、阀门、突然扩大、突然缩小或流量计等局部流过时，必然发生流体的流速大小和方向的变化，流动受到干扰、冲击，产生旋涡并加剧湍动或产生涡流现象，加剧了能量消耗，使流动阻力显著增加。 03任务三认识管路中的阻力二、局部阻力 局部阻力一般有两种计算方法，即阻力系数法和当量长度法。21 03任务三认识管路中的阻力或 管件与阀门的局部阻力亦可仿照写成如下形式： 在湍流流动情况下，某些管件与阀门的当量长度可由图的共线图查得。 1.当量长度法22 03任务三认识管路中的阻力?23 03任务三认识管路中的阻力24 03任务三认识管路中的阻力25 03任务三认识管路中的阻力26 03任务三认识管路中的阻力 管路系统中的总阻力，应包括直管中的摩擦阻力、突然扩大、突然缩小以及管件与阀门的局部阻力，其计算通式可写为： ?局部阻力直管阻力三、流体在管路中的总阻力27 03任务三认识管路中的阻力?28 03任务三认识管路中的阻力 总阻力的表示方法除了以能量形式表示外，还可以用压头损失Hf（1N流体的流动阻力，m）及压力降Δpf（1m3流体流动时的流动阻力，m）表示。它们之间的关系为：hf = HfgΔpf =ρhf =ρHfg29 03任务三认识管路中的阻力降低流动系统能量损失的途径1.管路尽可能短些，尽量走直线、少拐弯，也就是尽量减小L值； 2.尽量不装不必要的管件和阀门等,即尽量减小ΣLe值；30 03任务三认识管路中的阻力 四、管路计算 管路计算按配管情况可分为简单管路和复杂管路，后者又可分为分支管路和并联管路。 简单管路复杂管路管路分类直径不变异径管串联分支管路并联管路31 03任务三认识管路中的阻力在定态流动时, 其基本特点为：①流体通过各管段的质量流量不变，对于不可压缩流体，则体积流量也不变，即 qvS1=qvS2=qvS3 ②整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和，即： ∑hf=hf1+hf