暖通设备基础知识 第四章 流体的流动阻力和能量损失.pptx

; 流动阻力是造成能量损失的主要原因，因此能量损失的变化规律必然是流体阻力变化规律的反映。产生阻力的内因是流动的黏滞性和惯性；外因是固体壁面对流体的阻滞作用和扰动作用。 在流体力学中，根据流体运动时与流体接触的边壁条件和流体本身阻滞作用的影响，将流体的阻力和能量损失分为两类：沿程阻力和局部阻力；沿程损失和局部损失。;黏性流体的两种流态;１. 掌握流体流动的形态种类及其概念。 ２. 掌握雷诺数的物理意义。;一、两种流态——层流和紊流 有的地方水流得很急，有的地方水流得平缓，这就是水的流态。 如图所示为雷诺实验装置原理图。 玻璃管内的水，一层套着一层呈层状流动，各层质点互不掺混，这种流态称为层流。 质点的运动轨迹及不规则，各层质点相互掺混，这种流态称为紊流 ( 湍流) 。 由层流转变为紊流的临界流速 u′c 称为上临界流速，由紊流转变为层流的临界流速 uc 称为下临界流速。;雷诺实验装置原理图;二、雷诺数 １. 圆管流雷诺数 影响流体流动形态的主要因素有流速 u、管道几何尺寸 d、流体密度 ρ 及流体黏度。将这些因素组合成一个无量纲的数，这个数就是雷诺数，用符号 Re 表示。 实验表明：可以根据雷诺数的数值来判断流体在管路系统中的流动形态。;２. 非圆管流雷诺数 对于明渠水流和非圆断面管流，同样可以用雷诺数判别流态。;沿程水头损失和局部水头损失;１. 掌握沿程阻力和沿程水头损失的概念和形成的原因。 ２. 掌握局部阻力和局部水头损失的概念和形成的原因。;一、沿程阻力和沿程水头损失 在边界沿程无变化的均匀流段上，流体流动时由于本身的黏滞性及其与管壁间的摩擦而产生的阻力称沿程阻力，克服沿程阻力引起的能量损失称沿程水头损失。沿程水头损失是沿管段均匀分布，作用在整个管段的流程上。; 流体运动的阻力和能量损失;二、局部阻力和局部水头损失 流体在流动过程中，经过管道中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的流动阻力称为局部阻力，克服局部阻力引起的能量损失称为局部水头损失，用符号 hj 表示。 hja 、 hjb 、 hjc 是各??的局部水头损失。 压强损失与水头损失的关系为; 突然扩大示意图;沿程水头损失的计算;１. 熟悉沿程水头损失的计算公式。 ２. 掌握沿程阻力系数的意义。 ３. 了解沿程阻力系数的确定方法。;一、沿程水头损失的计算公式 沿程水头损失计算公式： 用压强表示水头损失时，沿程水头 ( 压头) 损失计算公式如下：;二、沿程阻力系数 １. 影响沿程阻力系数的因素———粗糙度 沿程阻力系数与流体的流态和流体通过的管道的粗糙度有关。所谓粗糙度是指管壁凸凹不平的平均高度，称绝对粗糙度，简称粗糙度。;２. 沿程阻力系数的计算 (１) 层流沿程阻力系数计算公式： (２) 在通风和空调系统中，下面列出的公式适用范围较大，目前得到较广泛的采用。 (３) 一般气体输送管道可按下式计算沿程阻力系数：;(４) 在给水工程中，对于钢管和铸铁管，可采用下面公式计算沿程阻力系数： １) 当 u 1.2m / s 时， ２) 当 u≥ 1.2m / s 时， (５) 在供热工程中，采用下面综合的经验公式计算沿程阻力系数：;局部水头损失的计算;１. 熟悉局部水头损失的计算公式。 ２. 掌握局部阻力系数的意义。 ３. 了解局部阻力系数的确定方法。;一、局部水头损失的计算公式 局部水头损失计算公式如下：;用压强表示水头损失时，局部水头 ( 压头) 损失的计算公式如下：;二、局部阻力系数 如图所示为几种常见的局部阻力形状。; 几种典型的局部阻碍 ａ) 突扩管　ｂ) 渐扩管　ｃ) 突缩管　ｄ) 渐缩管　ｅ) 折弯管 ｆ) 圆弯管　ｇ) 锐角合流三通　ｈ) 圆角分流三通;表是常用几种管件的局部阻力系数。;几种常用管件的局部阻力系数;几种常用管件的局部阻力系数;几种常用管件的局部阻力系数;几种常用管件的局部阻力系数;总水头损失的计算;１. 熟悉整个管路总水头损失的计算方法。 ２. 掌握水头损失简化后总水头损失的计算方法。;一、总水头损失的计算公式 整个管路的总水头损失等于各管段的沿程水头损失和所有局部水头损失之和。总水头损失的计算公式如下：;二、水头损失简化后的计算公式 １. 沿程水头损失简化后的计算公式 简化后的计算公式为： hf＝ i · L 式中　 hf———管路沿程水头损失，mH2O； i ———每米管长的沿程水头损失 ( 又称比摩阻) ， mH2O /m，其值可通过计算或查水力计算表获得； L———管路的长度，m。 ２. 局部水头损失简化后的计算公式;压力管路中的水击现象;１. 掌握水击现象的概念和形成的原因。 ２. 掌握防止水击现象的措施。;一、水击现象 １. 概