流体流动5-阻力损失.pptVIP

第四节;二、直管内的两种阻力损失：;〔1〕阻力损失表现为流体势能的降低

对于通常的管路，无论是直管阻力或是局部阻力，也不管是层流和湍流，阻力损失均主要表现为流体机械能的降低，即??/?

只有水平管道;〔2〕范宁公式;〔二〕直管阻力的通式;——直管阻力通式〔范宁Fanning公式〕;〔三〕层流时的摩擦系数;能量损失;二、湍流时直管阻力损失;〔1〕析因实验：

寻找影响过程的主要因素;量纲分析法：通过将变量组合成无量纲数群，从而减少实验自变量的个数，大幅度地减少实验次数

量纲和谐和量纲的一致性：任何完整物理方程的等式两边和方程中的每一项均具有相同的量纲——量纲分析法的根底、主要依据

从这一根本点出发，任何物理方程都可以转化为无量纲形式;只要通过实验，逐个地改变Re、〔l/d〕和〔?/d〕，即可求出K、b、f、g即可得出求解阻力损失的关系式

由此及彼、由大及小;

比照以上两个公式;Stanton和Pannell于1914发现的现象

实验得到

;Moody〔莫狄〕图：双对数图

关联全范围流体流动的λ、Re和ε/d三者之间的关系;LewisF.Moody〔1880-1953〕;层流区：

Re＜2000，?/Re=64

那么?与Re的关系为一直线，与?/d无关;过渡区：

Re=2000～4000，管内流型因外界条件而异

工程上常按湍流处理，按湍流的曲线外延查取;湍流区：

Re＞4000，?随Re的增大而减小

随?/d的增大而增大;充分湍流区(完全湍流区、阻力平方区)：

Re足够大时，?不再随Re而变，仅取决于?/d

比照得hf?u2;光滑管Smoothpipe

经验关系式：

常用的柏拉修斯式〔Blasius，1913年〕

适用范围：

Re=5000～10000的光滑管;层流

管壁上凸凹不平的地方被层流流体所覆盖

粗糙度对?值无影响

……Prandtl的学生J.Nikuradse于1933年对这个问题有了重要的进展;当Re较小时,δε，ε对?无影响

----------水力光滑管;随着Re增大，δε，ε对?的影响较大;管壁粗糙度对阻力系数?的影响

首先是在人工粗糙管中可以精确测定的

工业管道内壁的凸出物形状不同

高度也参差不齐

粗糙度无法精确测定;当量相对粗糙度：;三、局部阻力损失;;;Pipefittings;;蝶阀〔butterflyvalve〕;蝶阀的优点;蝶阀的缺点;截止阀〔stopvalve，GlobeValve〕;截止阀的优点：;截止阀的缺点;闸阀;闸阀的特点;;角阀;球阀;单向阀：止回阀;1、定义：;局部阻力损失产生的原因;2、突然扩大与突然缩小;突然扩大的阻力损失计算;突然缩小SuddenContraction：;突然缩小的阻力损失的经验公式;3、局部阻力损失的计算;〔1〕阻力系数法：;例题：由很小截面突然进入很大的截面：;由很大截面突然进入很小的截面;〔2〕当量长度法：;注意：;实际应用时;影响流体流动阻力的各个因素

及相应的减阻措施：;〔2〕l/d：;〔3〕?：;必威体育精装版节能措施：;影响减阻效果的因素：;应用;数据：使用减阻剂后;兰成渝成品油管道工程;;兰成渝管道成功添加ＥＰ减阻剂;添加减阻剂对油品无不良影响

减阻效果明显，注入管道后能够充分展开

并与流动物体发生相互作用，阻止湍流形成

减少油品的流动阻力

到达了增加管线输量、减少设备损耗的预期目标;〔4〕管件、阀门等局部阻力：;〔5〕流体的物性：;例：用泵把20℃的苯从地下储罐送到高位槽，流量为300l/min。高位槽液面比储罐液面高10m。泵吸入管路用φ89×4mm的无缝钢管，直管长为15m，管路上装有一个底阀〔可粗略的按旋启式止回阀全开时计〕、一个标准弯头；泵排出管用φ57×3.5mm的无缝钢管，直管长度为50m，管路上装有一个全开的闸阀、一个全开的截止阀和三个标准

弯头。储罐及高位槽液面上方均为大气压。设储罐液面维持

恒定。试求泵的轴功率。设泵的效率为70%。;分析;解：取储罐液面为上游截面1-1，高位槽液面为下游截面2-2，

并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。;式中;苯的密度为880kg/m3，粘度为6.5×10-4Pa·s;式中:;出口阻力系数ξe=1;〔3〕管路系统的总能量损失:;作业：