流體流動及輸送機械(2)

1、柏努利方程：柏努利方程：舊課回顧舊課回顧22121121221122efppzuzuggggHH /J N m22121121221122efppzguzguwh/ J K g22111222e1122fz gupzPpgup3/J m1.3 1.3 管內(nèi)流體流動現(xiàn)象管內(nèi)流體流動現(xiàn)象一、一、 牛頓黏性定律牛頓黏性定律 1.3.1 1.3.1 流體的黏性與黏度流體的黏性與黏度 dudy 式中：式中： 剪應(yīng)力，剪應(yīng)力，PaPa； 速度梯度，速度梯度，1/s1/s； 流體的粘性系數(shù)，稱為黏度，流體的粘性系數(shù)，稱為黏度，PaPas s。 dudy黏性的概念；黏性的概念；靜止靜止流體流體不表現(xiàn)不表現(xiàn)黏性

2、，黏性，流動流動時時表現(xiàn)表現(xiàn)黏性，黏性，引起能量損失引起能量損失；黏度的概念；黏度的概念u uF Fuy yu+duy+dy+dy y二、流體的黏度（也稱為動力黏度）二、流體的黏度（也稱為動力黏度） 1. 1.黏度的定義（物理意義）黏度的定義（物理意義） 流體流動時在與流體流動時在與流動方向垂直的方向上流動方向垂直的方向上速度梯度變化速度梯度變化1 1單位時對應(yīng)的單位時對應(yīng)的流體內(nèi)部的（內(nèi)）摩擦力（剪應(yīng)力）的大小。流體內(nèi)部的（內(nèi)）摩擦力（剪應(yīng)力）的大小。/du dy單位：單位：PaPas s231cP=1mPa s=10 P10 Pa s( , )f p T)(Tf液液 體體: :T T 氣氣

3、 體體: : 一般一般)(TfT T 超高壓：超高壓：),(Tpfp p 黏性的物理本質(zhì)：黏性的物理本質(zhì)： 分子間的作用力分子間的作用力和和分子的運動與碰撞分子的運動與碰撞，是流體，是流體自身的自身的的屬性的屬性，黏度則是表征這個性質(zhì)的，黏度則是表征這個性質(zhì)的物性參數(shù)物性參數(shù)。3.3.運動黏度運動黏度 黏度黏度與密度與密度的之比。的之比。m m2 2/s/s2.2.黏度的單位黏度的單位SISI制：制：PaPas sCGSCGS制：制：cP(cP(厘泊厘泊) )換算關(guān)系換算關(guān)系1cP1cP1mPa1mPas=10s=10-3-3 Pa Pas s曾用單位曾用單位cmcm2 2/s/s表示，表示，

4、 1cm1cm2 2/s/s稱為稱為1St1St（斯托克斯，（斯托克斯，簡稱沲）簡稱沲） 1St=101St=10-4 -4 m m2 2/s/s三、牛頓流體和非牛頓流體三、牛頓流體和非牛頓流體牛頓流體牛頓流體：剪應(yīng)力與速度梯度的關(guān)系符合牛頓黏性定律的流體，亦即黏度：剪應(yīng)力與速度梯度的關(guān)系符合牛頓黏性定律的流體，亦即黏度為常數(shù)、為常數(shù)、曲線過原點曲線過原點的流體。的流體。非牛頓流體非牛頓流體：不符合牛頓黏性定律的流體，亦即黏度：不符合牛頓黏性定律的流體，亦即黏度不是常數(shù)不是常數(shù)或或曲線不過曲線不過座標原點座標原點的流體。的流體。 時變性非牛頓流體：觸變性、流凝性流體時變性非牛頓流體：觸變性、流

5、凝性流體非時變性牛頓流體：假塑性流體、脹塑性非時變性牛頓流體：假塑性流體、脹塑性流體、賓哈姆流體（流體、賓哈姆流體（0 0）、塑性流體。）、塑性流體。1.3.2 1.3.2 流體的流動型態(tài)流體的流動型態(tài) 一、雷諾（一、雷諾（RenoldsRenolds）實驗）實驗層流層流過渡流過渡流湍流湍流( (紊流紊流) ) 層流（或滯流）：流體質(zhì)點僅沿著與管軸平行層流（或滯流）：流體質(zhì)點僅沿著與管軸平行的方向的方向一層一層一層一層的作的作直線運動直線運動，質(zhì)點，質(zhì)點無徑向脈動無徑向脈動，質(zhì)點之間質(zhì)點之間沒有質(zhì)點交換沒有質(zhì)點交換。 湍流（或紊流）湍流（或紊流） ：流體質(zhì)點除了沿管軸方向向：流體質(zhì)點除了沿管軸

6、方向向前流動外，前流動外，還有徑向脈動還有徑向脈動，各質(zhì)點的速度在大小和，各質(zhì)點的速度在大小和方向上都隨時變化，動量傳遞加劇，阻力將變大。方向上都隨時變化，動量傳遞加劇，阻力將變大。 過渡流：流動形態(tài)過渡流：流動形態(tài)不穩(wěn)定不穩(wěn)定，可能是層流，也可，可能是層流，也可能是湍流，與外界條件有關(guān)。能是湍流，與外界條件有關(guān)。判斷流型判斷流型 Re2000Re2000時，流動為層流，此區(qū)稱為層流區(qū)；時，流動為層流，此區(qū)稱為層流區(qū)； Re4000Re4000時，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)；時，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)； 2000 Re 4000 2000 Re 4000 時，流動可能是層流，也可能是湍

7、流，時，流動可能是層流，也可能是湍流，該區(qū)稱為不穩(wěn)定的過渡區(qū)。該區(qū)稱為不穩(wěn)定的過渡區(qū)。2. 2. 物理意義物理意義 ReRe反映了流體流動中反映了流體流動中慣性力（慣性力（u u2 2）與黏性力（）與黏性力（）的對）的對比關(guān)系比關(guān)系，標志著流體流動的湍動程度。，標志著流體流動的湍動程度。 二、流型判據(jù)二、流型判據(jù)雷諾（準）數(shù)雷諾（準）數(shù) Redu其量綱為其量綱為“1 1”2Re* /duuu d1.3.3 1.3.3 流體在圓管內(nèi)的速度分布流體在圓管內(nèi)的速度分布 速度分布：流體在圓管內(nèi)流動時速度分布：流體在圓管內(nèi)流動時, ,管管橫截面橫截面上質(zhì)點上質(zhì)點的速度隨其位置（的速度隨其位置（半徑半徑r

8、 r）的變化關(guān)系。）的變化關(guān)系。 u ur rf(r)f(r)推動力：推動力：內(nèi)摩擦力（阻力）：內(nèi)摩擦力（阻力）：2212()pprp r (2)rduFSdrrl 2(2)rdup rrldr 2rpdurdrl 02rurrRpdurdrl 22()rpuRrl一、層流時的速度分布一、層流時的速度分布（每層為同心圓柱曲面）（每層為同心圓柱曲面） 注意負號注意負號注意積分限注意積分限速度分布規(guī)律速度分布規(guī)律 u ur rf(r)f(r) u ur r穩(wěn)定流動時推動力和內(nèi)摩擦力平衡：穩(wěn)定流動時推動力和內(nèi)摩擦力平衡：當當r r0 0時，時，u uu umaxmax，即管中心流速為最大，即管中心流

9、速為最大2max4puRl2max1rruuR流體在圓形直管內(nèi)流體在圓形直管內(nèi)層流流動層流流動時，其時，其橫截面橫截面上的速度在上的速度在縱截面縱截面內(nèi)呈內(nèi)呈拋物線分拋物線分布，空間旋轉(zhuǎn)拋物面分布布，空間旋轉(zhuǎn)拋物面分布。速度分布規(guī)律：速度分布規(guī)律：22()rpuRrl則：則：管橫截面上的平均速度管橫截面上的平均速度22000max222()2212RRRrrvpRrrdru dAurdrqluuARRR即即層流流動時的平均流速為管中心最大流速的層流流動時的平均流速為管中心最大流速的1/21/2。 28puRl232/plu d 泊稷葉方程泊稷葉方程，毛細管黏度，毛細管黏度計理論公式。計理論公式

10、。二、湍流時的速度分布二、湍流時的速度分布 1max1nrruuR湍流速度分布的湍流速度分布的經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式：max0.82vquuAn n的數(shù)值由的數(shù)值由ReRe確定確定4 410103 3Re1.1Re1.110105 5時，時， n n6 61.11.110105 5Re3.2Re3.2Re3.210105 5時，時， n n1010三、流體邊界層（三、流體邊界層（P22P22） 在壁面附件存在著在壁面附件存在著速度梯度較大速度梯度較大的區(qū)域，的區(qū)域，稱為稱為邊界層邊界層；邊界層的流動型態(tài)可能是層流也可；邊界層的流動型態(tài)可能是層流也可能是紊流，但是無論邊界層紊流程度如何，在靠能是紊流，

11、但是無論邊界層紊流程度如何，在靠近壁面處仍然會存在非常薄的流體層，表現(xiàn)為層近壁面處仍然會存在非常薄的流體層，表現(xiàn)為層流，此層稱為流，此層稱為層流底層層流底層或或?qū)恿鲀?nèi)層層流內(nèi)層，對傳熱和傳，對傳熱和傳質(zhì)影響非常大。質(zhì)影響非常大。注意能量損失的幾個表示字母：注意能量損失的幾個表示字母： 單位質(zhì)量流體衡算單位質(zhì)量流體衡算，能量，能量hhf1-2f1-2，單位，單位J/kgJ/kg； 單位重量流體衡算單位重量流體衡算，能量損失，能量損失HHf1-2f1-2，單位，單位J/N=mJ/N=m。 單位體積流體衡算單位體積流體衡算，能量損失，能量損失PPf f， 單位單位J/mJ/m3 3。流體流動阻力計算

12、流體流動阻力計算1.4 1.4 流體流動流體流動阻力阻力1.4.1 1.4.1 直管阻力（沿程阻力）直管阻力（沿程阻力）1.4.2 1.4.2 局部阻力局部阻力 流體流經(jīng)一定直徑的流體流經(jīng)一定直徑的直管直管時由于內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力，時由于內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力，與管長（與管長（流過的路程流過的路程）成正比；）成正比；流體流經(jīng)流體流經(jīng)管件、閥門、拐彎管件、閥門、拐彎等等局部地方局部地方由于流速大小及由于流速大小及方向的突然改變而引起的阻力。方向的突然改變而引起的阻力。 機械能損失（機械能損失（hhf f、HHf f、PPf f）；內(nèi)能增加；）；內(nèi)能增加；根源根源粘性，與粘性，與流型流型有關(guān)（有關(guān)（R

13、eRe）；）；能量損失、摩擦損失或能量損失、摩擦損失或阻力阻力。 阻力分為兩類：阻力分為兩類：直管阻力直管阻力或或沿程阻力沿程阻力、局部阻力局部阻力1.4.1 1.4.1 直管阻力（沿程阻力）直管阻力（沿程阻力）一、阻力的一、阻力的表現(xiàn)形式表現(xiàn)形式 21uu 21zz 12fppph管道水平放置時，流動管道水平放置時，流動阻力阻力表現(xiàn)為表現(xiàn)為靜壓能的減少靜壓能的減少；只要能夠測量到只要能夠測量到p p1 1、p p2 2，就可以計算，就可以計算h hf f 。流體在流體在水平等徑直管中作穩(wěn)水平等徑直管中作穩(wěn)定流動定流動。221211221122fppz guz guh二、直管阻力通式二、直管阻

14、力通式流動過程的流動過程的推動力推動力：4221dpp流體的流體的摩擦力摩擦力：dlAFdldpp4)(2214flhd令令 28u平衡：平衡：2282fluhud12()fpph穩(wěn)定流動時推動力和內(nèi)摩擦力平衡：穩(wěn)定流動時推動力和內(nèi)摩擦力平衡：4 lpd 分母分母慣性力慣性力有關(guān)，分子與有關(guān)，分子與黏滯力黏滯力有關(guān)有關(guān)比壓力差更難獲得！比壓力差更難獲得！直管阻力通式（直管阻力通式（范寧范寧FanningFanning公式公式） 其它形式：其它形式：摩擦系數(shù)（摩擦因數(shù)），無因次。摩擦系數(shù)（摩擦因數(shù)），無因次。 則則 22fluhdJ/kgJ/kg壓頭損失壓頭損失22fluHdgm m壓力損失壓力

15、損失22udlpfPaPa該公式層流與湍流該公式層流與湍流均適用。均適用。？三、層流時的摩擦系數(shù)三、層流時的摩擦系數(shù) 232dlupf哈根哈根- -泊謖葉（泊謖葉（Hagen-PoiseuilleHagen-Poiseuille）方程）方程 232/plu d 泊稷葉方程泊稷葉方程，毛細管黏度計理論公式，毛細管黏度計理論公式能量損失：能量損失：u 層流時阻力與速度的一次方成正比。層流時阻力與速度的一次方成正比。2223264642Re2flululuhdd u dd64Re變形：變形： （ ）比較得比較得64Refluhd所以，直管阻力所以，直管阻力232fluhdffph（注（注 ）22fl

16、uhd四、湍流時的摩擦系數(shù)四、湍流時的摩擦系數(shù)1. 1. 因次（量綱）分析法因次（量綱）分析法半理論半實驗法半理論半實驗法原理原理：因次一致性，即每一個：因次一致性，即每一個物理方程式物理方程式的兩邊不僅的兩邊不僅數(shù)數(shù)值相等值相等，而且兩邊，而且兩邊量綱應(yīng)相同量綱應(yīng)相同，且，且量綱的指數(shù)量綱的指數(shù)（因次）（因次）也相同。也相同。 基本定理基本定理：定理定理 設(shè)影響某一物理現(xiàn)象的設(shè)影響某一物理現(xiàn)象的獨立變量數(shù)為獨立變量數(shù)為n n個，這些變量的個，這些變量的基基本量綱數(shù)本量綱數(shù)（因次數(shù)）為（因次數(shù)）為m m個，則該物理現(xiàn)象可用個，則該物理現(xiàn)象可用N Nn nm m個獨個獨立的準數(shù)（立的準數(shù)（無因次

17、數(shù)群無因次數(shù)群）表示。）表示。 準數(shù)：準數(shù)：某導(dǎo)出物理量除以自身量綱用基本物理量反代組某導(dǎo)出物理量除以自身量綱用基本物理量反代組合體，所得的是一個量綱為合體，所得的是一個量綱為1 1的數(shù)。的數(shù)。湍流時阻力的影響因素：湍流時阻力的影響因素：（1 1）流體的物理性質(zhì)：）流體的物理性質(zhì)： ， （2 2）管道的幾何尺寸和）管道的幾何尺寸和管壁粗糙度管壁粗糙度：d d，l l， （3 3）流動參數(shù)：）流動參數(shù)：u u2. 2. 湍流時湍流時的準數(shù)化（因次分析）的準數(shù)化（因次分析）,ldufpf物理變量數(shù)：物理變量數(shù)：n7基本因次：基本因次： m3準數(shù)（無因次數(shù)群）準數(shù)（無因次數(shù)群） Nnm4，即該過程可

18、用，即該過程可用4個準數(shù)表個準數(shù)表示。示。 , , ,fhf d l u a bcdeffhkd l u 式中：式中：k k、a a、b b、c c、d d、e e、f f為待定常數(shù)為待定常數(shù)各物理量的單位（量綱）各物理量的單位（量綱）屬于長度量綱的：管長屬于長度量綱的：管長L L（m m）；直徑：）；直徑： L L（m m）；）；，L L（m m）流速：流速：LTLT-1-1（m/sm/s）；壓力）；壓力MLML-1-1T T-2-2（PaPa）；）；：MLML-1-1T T-1-1（PaPaS S）；密度：）；密度： MLML-3-3因次分析過程因次分析過程把各物理量的量綱代入得：把各物理

19、量的量綱代入得：因次表達式因次表達式121311() () ()abcdefML TkL L LTMLMKL TL整理得：整理得：123d ea b cd efc eML TkMLT 因次一致：因次一致：1=d+e1=d+e；-1=a+b+c-3d-e+f-1=a+b+c-3d-e+f；-2=-c-e-2=-c-e3 3個方程，個方程，6 6個未知數(shù)，線性相關(guān)，把其中個未知數(shù)，線性相關(guān)，把其中3 3個表示為另外個表示為另外3 3個的函數(shù)，個的函數(shù)，d=1-ed=1-e，c=2-ec=2-e，a=-b-e-fa=-b-e-f，則：，則：b2-e1-eefb effhkdl u 指數(shù)相同指數(shù)相同的

20、物理量整理在一起，得的物理量整理在一起，得準數(shù)表達式：準數(shù)表達式：fb2() ( ) ( )ddfehdulku()a bcdeffpkd l u d相對粗糙度相對粗糙度dl管道的幾何尺寸，管道的幾何尺寸，長徑比長徑比Redu雷諾數(shù)雷諾數(shù)，慣性力和黏滯力的之比，慣性力和黏滯力的之比根據(jù)實驗可知，流體流動阻力與管長成正比，即根據(jù)實驗可知，流體流動阻力與管長成正比，即 b=1b=1或或(Re,)fdf2l() ( )ddfehduku2()2fluhd2fl2 (Re) ( )dd2efuhk式中：式中：2uhEuf歐拉（歐拉（EulerEuler）準數(shù)）準數(shù)，壓力損失和慣性力之比，壓力損失和慣性

21、力之比比較知比較知f2 (Re) ( )dek即即fb2l() ( ) ( )ddfehdukuK K、e e、f f、b b的確定的確定準數(shù)化（因次分析）帶來兩種好處準數(shù)化（因次分析）帶來兩種好處： 方程中變量的個數(shù)（準數(shù)群的個數(shù)）減少基本量方程中變量的個數(shù)（準數(shù)群的個數(shù)）減少基本量綱數(shù)的個數(shù)，實驗次數(shù)大大減少。綱數(shù)的個數(shù)，實驗次數(shù)大大減少。 以準數(shù)作為變量，變化此變量的數(shù)值可選擇最方以準數(shù)作為變量，變化此變量的數(shù)值可選擇最方便變化的物理量進行調(diào)節(jié)。便變化的物理量進行調(diào)節(jié)。 如要變化如要變化ReRe只要改變流速即可。在小實驗裝置上，以水、只要改變流速即可。在小實驗裝置上，以水、空氣等常見物料

22、為介質(zhì)，得到的關(guān)系式，普遍適用于其空氣等常見物料為介質(zhì)，得到的關(guān)系式，普遍適用于其它流體（牛頓型）和其它大小的設(shè)備，也即做到了它流體（牛頓型）和其它大小的設(shè)備，也即做到了“由由此及彼，由小及大此及彼，由小及大”。雙對數(shù)雙對數(shù)坐標圖：注意圖中有坐標圖：注意圖中有三個參數(shù)三個參數(shù) 橫坐標：橫坐標：ReRe 左縱坐標：左縱坐標： 右縱坐標：右縱坐標：/d/d四個區(qū)域四個區(qū)域：層流區(qū)、過渡區(qū)、（一般或不完全）湍：層流區(qū)、過渡區(qū)、（一般或不完全）湍流區(qū)、完全湍流區(qū)流區(qū)、完全湍流區(qū)(Re,)fd2. 2. 摩狄（摩狄（MoodyMoody圖、摩擦系數(shù)）圖圖、摩擦系數(shù)）圖查圖求查圖求 摩擦系數(shù)與雷諾數(shù) Re

23、 及相對粗糙度d的關(guān)系 對數(shù)坐標與十進制坐標的關(guān)系對數(shù)坐標與十進制坐標的關(guān)系 特點：特點： 1. 坐標對數(shù)分度；坐標對數(shù)分度； 2.進位進位101； （1 1）層流區(qū)（）層流區(qū)（Re2000Re2000） 與與 無關(guān)無關(guān)，與，與ReRe為直線關(guān)系，即為直線關(guān)系，即 , ,即即 與與u u的一次方成正比，的一次方成正比，阻力一次方區(qū)阻力一次方區(qū)。dRe64fhufh（2 2）不完全湍流區(qū)（）不完全湍流區(qū)（Re4000Re4000以及虛線以下的區(qū)域）以及虛線以下的區(qū)域） 0.25680.11()Red查圖或利用阿里特蘇里公式計算查圖或利用阿里特蘇里公式計算232fluhd19.351.142lgR

24、ed柯爾布魯克公式柯爾布魯克公式（3 3）完全湍流區(qū)）完全湍流區(qū) （虛線以右的區(qū)域）（虛線以右的區(qū)域） 該區(qū)又稱為該區(qū)又稱為阻力平方區(qū)阻力平方區(qū)。查圖或利用尼古拉茲簡化式希夫林松公式計算查圖或利用尼古拉茲簡化式希夫林松公式計算與與ReRe無關(guān)無關(guān)，只與，只與 有關(guān)。有關(guān)。d2fhud一定時，一定時，0.250.11( )d11.142lg( )d（5 5）光滑管）光滑管0.250.3164Re柏拉修斯公式，柏拉修斯公式，ReRe3 310103 31 110105 51.75fhu粗糙度很小，近似光滑，稱為光滑管。粗糙度很小，近似光滑，稱為光滑管。0.320.5000.0056Re顧毓珍等公式

25、，顧毓珍等公式，ReRe3 310103 33 310106 6（4 4）過渡區(qū)（）過渡區(qū)（2000Re4000)2000Re4000) 將湍流時的曲線延伸查取將湍流時的曲線延伸查取值，或利用值，或利用扎依欽科扎依欽科公式公式130.0025Re摩狄圖變化規(guī)律摩狄圖變化規(guī)律層流區(qū)：隨著層流區(qū)：隨著雷諾數(shù)增大雷諾數(shù)增大（流速增大，速度分布（流速增大，速度分布頂變短、平頂變短、平），），直線減小直線減??；不完全湍流：隨著不完全湍流：隨著雷諾數(shù)增大，雷諾數(shù)增大，曲線減小曲線減??；完全湍流：隨著完全湍流：隨著雷諾數(shù)增大，雷諾數(shù)增大，幾乎不變幾乎不變。絕對粗糙度絕對粗糙度（查表（查表1-11-1）P27

26、P271-1小結(jié)小結(jié) 直管阻力（能量損失）計算的直管阻力（能量損失）計算的核心是確定核心是確定； f f（ReRe，/d/d） 的計算的計算核心是判斷流型核心是判斷流型，即求得，即求得ReRe；并查得；并查得，計算，計算/d /d ； 的獲取途徑：查圖；利用經(jīng)驗公式計算的獲取途徑：查圖；利用經(jīng)驗公式計算 層流層流64/Re64/Re，湍流湍流f f（ReRe，/d/d）的具體公式。）的具體公式。 阻力計算公式：阻力計算公式：22fluhd22fluHdg1.4.2 1.4.2 局部阻力局部阻力 用用h hf f或或H Hf f表示阻力損失。表示阻力損失。流體流經(jīng)流體流經(jīng)管件、閥門、拐彎管件、閥

27、門、拐彎等等局部局部地方由于流地方由于流速速大小及方向大小及方向的突然的突然改變改變而引起的而引起的阻力阻力。 一、管件和閥門一、管件和閥門回彎頭回彎頭管件管件蝶閥蝶閥閥門閥門二、計算方法二、計算方法1 1、阻力系數(shù)法、阻力系數(shù)法 將局部阻力表示為將局部阻力表示為動能動能的的某一倍數(shù)某一倍數(shù)。 22fuh22fuHg局部阻力系數(shù)（因數(shù)）局部阻力系數(shù)（因數(shù)） ？J/kgJ/kgJ/N=mJ/N=m212211(1)0 1u2fAAuh ，顯然 小管中的大流速（1 1） 突然擴大突然擴大212220.5(1)0 0.52fAAuhu 小管，顯然中的大流速（2 2）突然縮?。┩蝗豢s?。? 3） 管進

28、口及出口管進口及出口 進口（相當于突縮）：流體自進口（相當于突縮）：流體自容器容器進入進入管內(nèi)管內(nèi)。 進口進口 = 0.5 = 0.5 進口阻力系數(shù)；進口阻力系數(shù)； 出口（相當于突擴）：流體出口（相當于突擴）：流體自管子自管子進入進入容器容器或從或從管管子子排放到排放到管外空間管外空間。 出口出口 = 1= 1 出口阻力系數(shù)。出口阻力系數(shù)。（4 4） 各種管件與閥門的阻力系數(shù)各種管件與閥門的阻力系數(shù) （查表（查表1-31-3）P32-33P32-332222eefflluuhHddg或2 2、當量長度法、當量長度法 將流體流過管件或閥門的局部阻力，近似看成將流體流過管件或閥門的局部阻力，近似看

29、成直某個長度的直管阻力損失，這個長度就是直某個長度的直管阻力損失，這個長度就是當量當量長度，長度，L Le e。L Le e 管件或閥門的管件或閥門的當量長度當量長度，m m，由實驗確定，由實驗確定，查圖查圖1-231-23；一般給定一般給定l le e/d/d的數(shù)值，的數(shù)值，查圖查圖1-20 P341-20 P34。1.4.3 1.4.3 管內(nèi)流動總阻力管內(nèi)流動總阻力22()22efffll uluHHHdgdg減少流動阻力的途徑：減少流動阻力的途徑： 管路盡可能短，盡量走直線，少拐彎；管路盡可能短，盡量走直線，少拐彎； 盡量不安裝不必要的管件和閥門等；盡量不安裝不必要的管件和閥門等； 管徑

30、適當大些。管徑適當大些。22()22efffll uluhhhdd有阻力損失時的計算有阻力損失時的計算 1. 1. 確定計算范圍，即確定計算范圍，即兩個截面兩個截面位置，并確定位置，并確定基準水基準水平面平面； 2. 2. 計算計算ReRe，確定流型確定流型； 3. 3. 對于對于沿程阻力沿程阻力，由，由ReRe和和/d/d確定確定，層流，層流代公式代公式，湍流湍流查查 圖圖或代經(jīng)驗公式；或代經(jīng)驗公式； 4. 4. 對于對于局部阻力局部阻力，查表查表1-41-4確定確定局部阻力系數(shù)局部阻力系數(shù)，或，或查表查表1-41-4、圖、圖1 12323確定當量長度確定當量長度 、 ； 5. 5. 計算總

31、阻力：計算總阻力：hhf fh hf fhhf f 、HHf fH Hf fHHf f； 6. 6. 利用利用伯努利方程伯努利方程計算。計算。dleel1.5 1.5 管路計算管路計算 管路計算是應(yīng)用管路計算是應(yīng)用連續(xù)性方程式連續(xù)性方程式、柏努利方程式柏努利方程式和和流體流流體流動阻力動阻力的計算方法，對流體輸送管路進行計算。的計算方法，對流體輸送管路進行計算。管路進行計算內(nèi)容管路進行計算內(nèi)容： 管內(nèi)流體的流量；管內(nèi)流體的流量； 輸送設(shè)備的功率；輸送設(shè)備的功率； 管路中流體的壓力；管路中流體的壓力； 容器間的相對位置等。容器間的相對位置等。1.5.1 1.5.1 簡單管路簡單管路 一、特點一、

32、特點 （1 1）流體通過各管段的質(zhì)量流量不變）流體通過各管段的質(zhì)量流量不變（2 2） 整個管路的總能量損失等于各段能量損失之和。整個管路的總能量損失等于各段能量損失之和。12ffffnhhhh 不可壓縮流體不可壓縮流體q qv1v1,d,d1 1q qv2v2,d,d2 2q qv3v3,d,d3 3一條管路一條管路組成的系統(tǒng)組成的系統(tǒng)質(zhì)量守恒質(zhì)量守恒連續(xù)性方程連續(xù)性方程SnSSSWWWW 321SnSSSVVVV 321二、管路計算二、管路計算連續(xù)性方程：連續(xù)性方程：24iiiSSdVuV常數(shù) 或 W 柏努利方程：柏努利方程：222112212()222iieiiiluupupz gwz gd 阻力阻力層流層流i64/Re湍流湍流i i查查MoodyMoody圖圖沿程阻力沿程阻力（Re、/d）局部阻力局部阻力阻力系數(shù)法阻力系數(shù)法i