38 流体流动中的阻力损失

1、流体流动中的阻力损失。流体在运动过程中，由于流体的分子之间摩擦产生阻力，同时，流体与管道或容器之间的摩擦也产生阻力，所以当流体在流动时总是要产生压力降，若水输送时，到用户点压力总要比原先送出的压力来得低。流体运动中所产生的阻力损失，简称为压力降，是与多种因素有关，即与流体本身的重度、数量、流经管道或设备的截面，长度及形状等有关。阻力损失AP分为两种类型，一种为直线管路上的阻力损失（API）另一种是流经不同截面及方向改变时造成的局部阻力损失（AP2）。AP=AP1十AP2直线管道上的阻力损失。直线管道内的压力降计算公式如下：AP1=X.L.y.V1D2g其中：API直管段阻力损失（毫米水柱）九：

2、阻力系数，不同材质的管道阻力系数不同Y重度（公斤/米3）L：管道的长度（米）D：管道的直径米v：流速（米/秒）g：重力加速度9.81米/秒2由上述可知道：1当管道内壁越粗糙，则阻损就越大，管道内壁越是光滑，阻损越小。2流经长度越是长，那未阻损就大。3流通的截面越小则阻损越大。4当管道内流体比重越大，则阻损越大，如同样管道内流过同等数量的焦炉煤气，发生炉煤气和液化石油气则其阻损是液化石油气，发生炉煤气，焦炉煤气。5.当流速增大时，阻损则成平方比增长，如速度增加一倍，Va=2,Vb则其阻损为4。APaAPb=4什么叫局部阻力?除上述在直线管道上阻损有此规律外，同时还因流体行经的管道（或设备）的方向

3、和截面有变化时，产生的局部阻力大致有下列不同的型式：1.管道截面的扩大或缩小（包括突然扩大与缩小，逐渐扩大与缩小）。1流经不同角度的弯头（不同角度的直角弯，园弧弯以及波形弯）。3.不同的三通（同径或异径）。4.流经流量孔板。5流经各种不同类型的阀门。6流经不同类型的管道附件，如膨胀器等。局部阻力损失AP2的大小与阻力系数有关，不同截面变化，不同流经角度改变，它们的阻力系数都不同。AP2=V22g其中：AP2局部阻力损失Z：局部阻力系数r：重度（公斤/米3）v：流速（秒/米）g：重力加速度9.81米/秒2什么叫层流?什么叫素流?流体在管道内流动有两种状态，当流速小时，呈层流状态，（层流又称为滞流

4、），当流速大时，呈紊流状态，（紊流又称为湍流）。1.当流速小时，由于管道与流体之间存在的边界层，此边界层呈不流动.而越靠近边界层的，所受的阻力就越大，所以由管中心向管壁的流速分布是逐渐变小，流体的平均速度的为管中心速度的一半，此时流体质点的流动只是轴向的流动。2当流速大的，流体质点不但有轴向的流动，而且流体质点还作径向的无规则的流动，此时无边界层，同时管中心流速虽然比管壁的流速要大些，但是流速分布还是比较均匀的，流体的平均速度为管中心速度的0.75-0.85。在煤气生产中煤气和各种液体介质（如循环水等），一般都是处于紊流状态。42如何来判断层流和紊流?在煤气生产中有许多情况需要流体处于紊流的状

5、态，如二段炉中使用的管式间接冷却器，此时只有当气体与液体处于紊流状况时才不存在边界层，此时传热系敷得以提高，传热效果才较好。层流与紊流可以利用雷诺数的大小来加以判别：当Re1000（3是处于紊流（湍流）状态。Re=dwP其中：d：流体流经的管道直径w：流体的流速p：流体的密度由流体的粘度Re：雷诺数.又称为雷诺准数.星无单位的量Re104W,图1-2流体在管中作层流和紊流时的速度分布图*Re2300图中：可0=最大流速在什么情况下才对造成素流有利?根据雷诺准数计算公式中可知，下列条件时对造成紊流状态有利：I.当管道的直径越大，则边界层越小，容易造成紊流。2当流体的流速大时，则易造成紊流。3当流

6、体的密度大时，由于质点的径向运动惯性大，所以易成为紊沉。4当气体的粘度大时则不易产生紊流。什么叫稳定流动?什么叫不稳定渣动?流体在管道中流动时、当流体在任何部位，它的流动状态不随时间的推延而改变，即一切影响流体流动的因素都不随时间的推延而改变、此种流动称为稳定流动，在稳定流动时，不但流体的速度，而且流体的各种性质都相同，同时流体的位置也不改变。在不稳定流动时，影响流体流动的各种因素随时间的推延而改变，如液槽内的排液，当液体高位时和液位低位时，排出液体在管道中流速是不一致的，即高液位时，液体流速大，低液位时，液体流速小。什么叫静压能?什么叫动能?什么叫位能?大多数流体在流动过程中是处于不稳定的流

7、动状态，随着时间的推迟，流体本身的能量型式有了变化。流体的能量型式有三种，即流体的静压能、动能和位能等三种。1静压能：表示重量为G的流体在处于静压强为P时所具有的能，静压能=GP，其中九为重度Y如果流体处于无加压的情况下，此时其静压能为零。2动能：表示重量为G的流体在具有运动速度为w时所具有的能.动能=GW22g如果流体不流动时，则此时其动能为零。3位能：表示重量为G的流体由于具有一定的高度位差所具有的能，位能=GZ,其中Z为高度位差静压能，动能和位能在流体运动过程中是不断的转换的。什么叫桕努利方程?流体在流动过程中静压能、动能和位能虽在不断的转换，但在理想流体时，这三者的加和总是不变的。即一定量的流体其位能+静压能+动能=常数GZ+Gp+GW2二常数丫2g若以1公斤流体来计算则Z+P+W2=常数y2g这就是用于流体力学运动时计算的一个重要方程式，称之为桕努利方程式。桕努利方程式在不同情况时它的表示方式可为：z+_+WiL=Z+P2+生1Y2g2Y2gZ：为第一种流动状态时的流体所具高度位差1Z2为第二种流动状态时的流体所具高度位差2：P1为第一种流动状态时的流体静压P2：为第二种流动状态时的流体静压W1为第一种流动状态时的流体流速W2为第二种流动状态时的流体流速什么叫静压头、动压头、位压头?什么叫