化工原理电子课件

1、1.5 流体流动阻力流体阻力产生的根源：流体具有粘性流体阻力产生的条件：流体质点间产生相对运动直管阻力：流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而 产生的阻力；局部阻力：流体流经管件、阀门等局部地方由于流速 大小及方向的改变而引起的阻力。 一、 直管阻力 （以圆形等径直管为例）1、阻力的表现形式 1流体在水平等径直管中作定态流动。2若管道为倾斜管，则 流体的流动阻力表现为静压能的减少； 水平安装时，流动阻力恰好等于两截面的静压能之差。 32、直管阻力的通式 由于压力差而产生的推动力：流体的摩擦力：令 定态流动时4直管阻力通式（范宁Fanning公式） 其它形式：摩擦系数（摩擦因数） 则 J/kg压头

2、损失 m压力损失Pa 该公式层流与湍流均适用； 注意 与 的区别。53、层流时的摩擦系数 速度分布方程又哈根-泊谡叶 （Hagen-Poiseuille）方程 6能量损失 层流时阻力与速度的一次方成正比 。变形：比较得圆管实验证明： 圆管：C=64 管型不同C值不同74、湍流时的摩擦系数1. 因次分析法 目的：（1）减少实验工作量； （2）结果具有普遍性，便于推广。基础(前提或依据)：因次一致性原则和定理因次一致性原则：即每一个物理方程式的两边不仅数值相等，而且每一项都应具有相同的因次。8 基本定理：白金汉（Buckinghan）定理 设影响某一物理现象的独立变量数为n个，这些变量的基本因次数

3、为m个，则该物理现象可用N（nm）个独立的无因次数群表示。 湍流时压力损失的影响因素：（1）流体性质：，（2）流动的几何尺寸：d，l，（管壁粗糙度）（3）流动条件：u9物理变量 n 7基本因次 m3无因次数群 Nnm4 无因次化处理式中：欧拉（Euler）准数即该过程可用4个无因次数群表示。10相对粗糙度管道的几何尺寸雷诺数根据实验可知，流体流动阻力与管长成正比，即 或11a、莫狄（Moody）摩擦因数图：12（2）过渡区（2000Re4000) 将湍流时的曲线延伸查取值 。（3）湍流区（Re4000以及虚线以下的区域） （1）层流区（Re 2000） 与 无关，与Re为直线关系，即 ,即 与

4、u的一次方成正比。13（4）完全湍流区 （虚线以上的区域） 与Re无关，只与 有关 。该区又称为阻力平方区。b、经验公式 ：（1）柏拉修斯（Blasius）式：适用光滑管Re5103105（2）考莱布鲁克（Colebrook）式一定时，142）.管壁粗糙度对摩擦系数的影响 光滑管：玻璃管、铜管、铅管及塑料管等；粗糙管：钢管、铸铁管等。绝对粗糙度 ：管道壁面凸出部分的平均高度。相对粗糙度 ： 绝对粗糙度与管内径的比值。 层流流动时： 流速较慢，与管壁无碰撞，阻力与 无关，只与Re有关。15 湍流流动时： 水力光滑管只与Re有关，与 无关。 完全湍流粗糙管只与 有关，与Re无关。16二、 局部阻力

5、 1、阻力系数法 将局部阻力表示为动能的某一倍数。 或 局部阻力系数 J/kgJ/N=m171）. 突然扩大182）.突然缩小19 3）. 管进口及出口 进口：流体自容器进入管内。 进口 = 0.5 进口阻力系数 出口：流体自管子进入容器或从管子排放到 管外空间。 出口 = 1 出口阻力系数 问题：进口或出口内外侧压强的关系？ 4） . 管件与阀门 （从有关手册中查得） 202122蝶阀2324252、当量长度法 将流体流过管件或阀门的局部阻力，折合成直径相同、长度为Le的直管所产生的阻力 。Le 管件或阀门的当量长度，m。 设计计算时： Le或Le/d值由实验确定。湍流时，可查图或化工手册获取。 缺乏数据时， Le（3050）L26三、总阻力：四、减少流动阻力的途径： 管路尽可能短，尽量走直线，少拐弯； 尽量不安装不必要的管件和阀门等； 管径适当大些。27如图所示，料液由常压高位槽流入精馏塔中。进料处塔中的压力为0.2at（表压），送液管道为452.5mm、