流體阻力系數(shù)

1、流體阻力系數(shù)一個(gè)物體在流體（液體或氣體）中和流體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體會(huì)受到流 體的阻力。阻力的方向和物體相對(duì)于流體的速度方向相反，其大小和相對(duì)速 度的大小有關(guān)。在相對(duì)速率V較小時(shí)，阻力f的大小與V成正比：f = kv式中比例系數(shù)k決定于物體的大小和形狀以及流體的性質(zhì)在相對(duì)速率較大以致于在物體的后方出現(xiàn)流體漩渦時(shí)，阻力的大小將與v平方成正比。對(duì)于物體在空氣中運(yùn)動(dòng)的情形，阻力f = C p Av v/2式中，p是空氣的密度,A是物體的有效橫截面積，C為阻力系數(shù)。物體在流體中下落時(shí)，受到的阻力隨速率增大而增大，當(dāng)阻力和重力平 衡時(shí)，物體將以勻速下落。物體在流體中下落的最大速率稱為終極速率，又 稱為收尾

2、速率。對(duì)在空氣中下落的物體，它的終極速率為：如圖關(guān)鍵字：224流體流動(dòng)阻力的計(jì)算流動(dòng)阻力的大小與流體本身的物理性質(zhì)、流動(dòng)狀況及壁面的形狀等因素有關(guān)。化工管路系統(tǒng)主要由兩部分組成，一部分是直管，另一部分是管件、閥門等。相應(yīng)流體流 動(dòng)阻力也分為兩種：直管阻力：流體流經(jīng)一定直徑的直管時(shí)由于內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力；局部阻力：流體流經(jīng)管件、閥門等局部地方由于流速大小及方向的改變而引起的阻力。1.流體在直管中的流動(dòng)阻力如圖1-24所示，流體在水平等徑直管中作定態(tài)流動(dòng)。在1-1和2-2'截面間列柏努利方程，因是直徑相同的水平管，若管道為傾斜管，則由此可見(jiàn)，無(wú)論是水平安裝，還是傾斜安裝，流體的流動(dòng)阻力均表

3、現(xiàn)為靜壓能的減少，僅 當(dāng)水平安裝時(shí)，流動(dòng)阻力恰好等于兩截面的靜壓能之差。把能量損失表示為動(dòng)能的某一倍數(shù)。令貝U( 2-19 )式(2-19 )為流體在直管內(nèi)流動(dòng)阻力的通式，稱為范寧( Fanning )公式。式中 為無(wú)因次 系數(shù)，稱為 摩擦系數(shù) 或摩擦因數(shù)，與流體流動(dòng)的 Re及管壁狀況有關(guān)。根據(jù)柏努利方程的其它形式，也可寫(xiě)岀相應(yīng)的范寧公式表示式：壓頭損失(2-20 )壓力損失(2-21)值得注意的是，壓力損失是流體流動(dòng)能量損失的一種表示形式，與兩截面間的壓力差意義不同，只有當(dāng)管路為水平時(shí)，二者才相等。應(yīng)當(dāng)指出，范寧公式對(duì)層流與湍流均適用，只是兩種情況下摩擦系數(shù)不同。以下對(duì)層流與湍流時(shí)摩擦系數(shù)分

4、別討論。(1) 層流時(shí)的摩擦系數(shù)流體在直管中作層流流動(dòng)時(shí)摩擦系數(shù)的計(jì)算式：(2-22 )即層流時(shí)摩擦系數(shù)入是雷諾數(shù)Re的函數(shù)。(2) 湍流時(shí)的摩擦系數(shù)(2-23 )圖2-14摩擦系數(shù) 入與雷諾數(shù)Re及相對(duì)粗糙度 的關(guān)系即湍流時(shí)摩擦系數(shù) 入是Re和相對(duì)粗糙度 的函數(shù)，如圖2-14所示，稱為莫狄（Moody ） 摩擦系數(shù)圖。2局部阻力局部阻力有兩種計(jì)算方法：阻力系數(shù)法和當(dāng)量長(zhǎng)度法。（1）阻力系數(shù)法克服局部阻力所消耗的機(jī)械能，可以表示為動(dòng)能的某一倍數(shù)，即（2-24 ）式中Z稱為局部阻力系數(shù)，一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。常用管件及閥門的局部阻力系數(shù)見(jiàn)教材。（2）當(dāng)量長(zhǎng)度法將流體流過(guò)管件或閥門的局部阻力，折合成直徑相同、長(zhǎng)度為的直管所產(chǎn)生的阻