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综合参数摩阻计算公式
使用达西公式计算沿程摩阻时存在以下不足:(1)由于λ与Re和ε有关,不便分析各参数对摩阻的影响,各参数之间的关系不明确;(2)不便于泵与管路联合工作时运行参数的求解和分析。达西公式综合参数摩阻计算公式
对西公式中的各参数进行重新整理,可得到便于使用的综合参数摩阻计算式,即列宾宗(Лейбензон)公式。
不同流态时的A、m、β值
综合参数摩阻计算公式讨论与分析(1)输量Q对沿程摩阻的影响hL∝Q2-m,输量越大,摩阻损失越大,随着Re的增大,输量对摩阻的影响越来越大,2-m的值由层流时的一次方到完全粗糙区的二次方,2-m=1→1.75→1.877→2,即hL∝Q~Q2。若输量增加一倍,则层流时摩阻增加一倍,光滑区增加2.36倍,混合摩擦区增加2.66倍,完全粗糙区增加3倍。
(2)运动粘度υ对沿程摩阻的影响hL∝υm,其他条件不变的情况下,运动粘度越大,摩阻损失越大。层流区hL∝υ,粘度变化对摩阻的影响最大。随着紊流脉动程度的增加,其影响逐渐减弱,在完全粗糙区粘度对摩阻无影响。综合参数摩阻计算公式讨论与分析
(3)管径D对沿程摩阻的影响hL∝1/D5-m,由于0≤m≤1,,随D的增大,摩阻损失显著减小,随紊流激烈程度的增加,管径对摩阻的影响增加。如果管径增大一倍(其他条件不变),层流时摩阻降为原来的1/16,而完全粗糙区则降为原来的1/32。因此增大管径是减小摩阻的最有效途径,这也是当代管道朝着大口径方向发展的重要原因。综合参数摩阻计算公式讨论与分析
(4)管道长度L对沿程摩阻的影响hL∝L,各区影响程度相同。综合参数摩阻计算公式讨论与分析
根据国外对输油及输天然气管道的大量摩阻数据的研究表明,同样的管路在输油或输天然气时,其当量粗糙度比输水时小。故在油、气管道设计计算中,取管路粗糙度数值的低限较合适。目前国外对新的大直径焊接钢管多取e=0.0457mm,在这种粗糙度情况下,大直径的长输管道即使在输送低粘度油品时,也较少进入混合摩擦区。故美国《油、气长输管道手册》在水力计算中没有考虑紊流分区,所推荐的公式为光滑区的计算式。
?随着流量、粘度和管长增大或管径的减小,沿程摩阻随之增大。但在各流态区,各参数的影响程度是不相同的。?随着Re的增大,从层流到紊流光滑区、混合摩擦区以至粗糙区,式中的m值由1、0.25、0.123变至0。表中的各计算式,反映了沿程摩阻与流量Q、粘度ν、管内径d、管长L间相互关系。它们的共同点是:故可得出,随着Re的增大,输量、管径对摩阻的影响愈来愈大,而粘度对摩阻的影响由大变小直到没有影响。只有管道长度对摩阻的影响在各种流态时都相同。
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