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1、 1.4 管内流动的阻力损失流体流动阻力包括：1、直管阻力损失（也称沿程阻力损失）2、局部阻力损失（管件、阀门等的阻力损失）Date11.4.1 直管阻力损失1、 直管阻力损失的直观表现说明：若管路直径不等或不水平，则上下游截面间的压力变化除因阻 力损失外，还包括位能或动能变化所引起的部分。即：p1-p2pf压力降阻力损失的直观表现1p12p2 RDate2阻力损失的形式： hf-J/kgHf-mpf -Pa直管阻力损失的计算Date32、 范宁公式上三式为计算直管阻力损失的范宁(Fanning)公式，适用于层流和湍流 。称为摩擦系数或摩擦因数Date41.4.2 层流时的摩擦损失由层流时哈根
2、泊谡叶公式可得：代入范宁公式层流时，直管阻力损失与速度一次方和管长一次方成正比、与管 径的两次方成反比。该式适用于稳定层流流动的牛顿流体。Date51.4.3 湍流流动的阻力损失1、因次分析法因次论的依据：（1）物理量方程的因次一致（2）定理：任何因次一致的物理量方程都可表示为准数关联式；准数个数为 i=n-m式中：n为物理量个数，m为用于表示所有物理量的基本因次数目因次就是量纲 ，如质量M、长度L、时间Date6影响直管阻力压力损失的因数有三个：（1）物性因数: 和;（2）设备因数: L 、d和管壁粗糙度 ;（3）流动因数: u。以上因素可以函数形式表示为：因此，流动阻力损失若按每个变量做五
3、个点，则实验量为56次。 采用因次分析法步骤：找出影响因数得准数实验得准数关联式减少了工作量。Date7式中七个物理量的因次为： p =M 2 L-1 u =L -1 d =L ML3 =ML-1 -1 =L将各物理量的因次代入，整理得：根据因次一致性原则得：将b、q、k表示为a、c、j 的函数，整理得 j+k=1 ab+c-3j-k+q=-1c+k=2 j1k a=-b-k-qc=2-k带入p的幂函数中： Date8一般 b=1与范宁公式比较得摩擦系数上式可进一步转化为：Date92、湍流时的摩擦损失即湍流时的不仅与Re有关，还与管壁的粗糙度有关Date10湍流摩擦损失对光滑直管内的湍流流动
4、，有经验式Blasius公式：适用范围：Re=51033106。针对不同流型范围，也可采用其他经验公式计算。对粗糙直管内的湍流流动，可采用各种经验公式求解 （1）顾毓珍公式；（2）科尔布鲁克公式；（3）其他经验式；等等Date11湍流摩擦损失摩擦因数法：采用Moody摩擦因数图解法。因此，流体在粗糙管内做湍流流动时，需考虑管内管壁粗糙度对阻力损失的影响。一般以绝对粗糙度与管径之比的相对粗糙度/d 表示。 Date12即: 层流流动时hf u，湍流流动时hf u1.752.0Moody摩擦因数图的三个区域：当Re很大时:与Re无关，hf与u2成正比，故称为阻力平方区.（1）Re较小，流体呈层流时
5、，与Re为线性关系，与/d无关；（2）流体呈过渡状态时，流动型态不稳定，一般按湍流处理；（3）Re较大，流体呈湍流时，与Re和/d有关，分光滑管、粗糙管不同处理；（4）Re很大，流体呈完全湍流时，与/d有关，可以视为与Re无关 。Date131.4.4 非圆形管内的摩擦损失方法是用当量直径de代替圆管中的d。当量直径定义为注意这里de仅用于阻力损失和雷诺数的计算中而速度u为实际平均速度，即非圆管层流时式中管截面形状：正方形 c57，环形 c=96, 等边三角形 c=53Date141.4.5 局部阻力损失流体流经管件、阀门处由于流道变化大，多发生边界层脱离 ，产生大量旋涡，消耗了机械能。1、阻力系数法-阻力系数le -当量长度实测的和le见表3、 常见局部阻力 1突然扩大 u1A1A2u23管出口与管入口2突然缩小 u1A1A2u22、当量长度法hf = le du2 2Date151.4.6 流体管内流动总阻力损失计算对包含有直管阻力损失和局部阻力损失的管路系统来说，流体管内流动的总阻力损失应为直管阻力和局部阻力之和，即：Date1617例Date17
