第十节 流动阻力计算

第十节流动阻力计算第一页，共十七页，编辑于2023年，星期五

特别强调，与柏努利方程中两截面的压力差是两个截然不同的概念

2．直管中的摩擦阻力或计算圆管摩擦阻力的通式为第二页，共十七页，编辑于2023年，星期五由于层流和湍流的摩擦阻力产生的机理不同，f或的求法也不同。（1）层流时的摩擦系数（2）湍流时的摩擦系数（A）管壁粗糙度对摩擦系数的影响管壁的粗糙程度可用绝对粗糙度e和相对粗糙度e/d表示之。

粗糙度对流体的影响图如下

第三页，共十七页，编辑于2023年，星期五因此在分析湍流的摩擦阻力时还必须将壁面粗糙度这一重要因素包括进去。第四页，共十七页，编辑于2023年，星期五（B）湍流摩擦系数的半经验公式可在很大Re范围使用（Re<3.4×106）。（C）湍流摩擦系数的经验关联式a.光滑管（i）尼库拉则（Nikurades）式上式适用范围为第五页，共十七页，编辑于2023年，星期五（ii）布拉修斯（Blasius）式上式适用范围为

b.粗糙管上式适用范围为的钢管或铁管。（ii）柯尔布鲁克（Colebrook）式（i）顾毓珍等人公式第六页，共十七页，编辑于2023年，星期五上式适用于（3）摩擦系数图莫狄（Moody）摩擦系数图有四个不同的区域：①层流区②过渡区③湍流区④完全湍流区虚线以外区域第七页，共十七页，编辑于2023年，星期五第八页，共十七页，编辑于2023年，星期五（4）非圆形直管的摩擦阻力3．管路上的局部阻力（1）阻力系数法（A）层流流体在非圆形管内作湍流流动时，其摩擦系数可按圆管湍流的诸式或图1—35进行估算。但要用流道的当量直径de代替圆管直径d。可以采用第七节的方法，通过直接求解奈维—斯托克斯方程得到流动阻力的计算式。（B）湍流第九页，共十七页，编辑于2023年，星期五

该法是将局部能量损失表示成流体动能因子的一个倍数，即或（A）突然扩大与缩小突然扩大时的阻力系数计算式为：（ii）突然缩小见图突然缩小时的阻力系数计算式为：（i）突然扩大见图第十页，共十七页，编辑于2023年，星期五第十一页，共十七页，编辑于2023年，星期五第十二页，共十七页，编辑于2023年，星期五（B）管入口与管出口（C）管件与阀门常见管件与阀门的局部阻力系数参见表（2）当量长度法或管件与阀门的当量长度共线图如下管入口管出口管件与阀门的局部阻力亦可仿照写成如下形式第十三页，共十七页，编辑于2023年，星期五表13

常见管件与阀门的阻力系数阻力系数，阻力系数，名称名称弯头，45o0.35标准阀弯头，90o0.75全开6.0三通1半开9.5回弯头1.5角阀，全开2.0管接头0.04止逆阀活接头0.04球式70.0闸阀摇板式2.0全开0.17水表，盘式7.0半开4.5第十四页，共十七页，编辑于2023年，星期五第十五页，共十七页，编辑于2023年，星期五3．管路系统中的阻力计算小结如果用当量长度Le代替上式的则总阻力的计算又可写成综上所述，管路系统中的总阻力，应包括直管中的摩擦阻力、突然扩大、突然缩小以及管件与阀门的局部阻力，其通式为第十六页，共十七页，编辑于2023年，星期五

【学习指导】通过本知识点的学习，应掌握管内流动阻力及阻力系数的计算方法，包括直管中的摩擦阻力、管路上的各种局部阻力。2．本知识点的重点管内流动阻力及阻力系数的计算。