流体流动过程中能量损失与管道计算.pptxVIP

会计学; 实际流体由于具有粘性，在流动时就产生阻力。对于不可压缩流体来说，这种阻力使流体的一部分机械能，不可逆地转化为热能而损失到环境中去。这部分能量便不再参加流体动力学过程，称之为能量损失。单位重量（单位体积）流体的能量损失，称为水头损失（压头损失）并以hw(或△p)表示。 流体都是在管道或渠道中输送的。根据产生阻力的部位不同，把阻力分为沿程阻力和局部阻力两类。 沿程阻力:产生于整个流动路程上，由于流体的粘性和流体质点之间的互相碰撞而产生的阻力； 局部阻力：产生于管道中的管件，阀件，出入口等处，是由于这些局部位置所造成的对流动的障碍或干扰而产生的附加阻力。; 沿程阻力用沿程压头损失hL表示，局部阻力用局部压头损失hM表示。单位为米流体柱或帕。因此，柏努利方程中的压头损失项 实际流体在流动过程中才会产生流动阻力，为了克服该阻力才有阻力损失，因此，在工程上常将能量损失表示为动能的某一倍数，这一倍数称为阻力系数。;1.4.1 流态和雷诺试验; ; 前一种情况说明流体运动时，流体的质点成为互不干扰的细流前进，各股流互相平行，层次分明。流体的这种流态是层流。 后一种情况说明流体流动时，出现一种紊乱态。流体各质点作不规则的运动。液流内各股细流相互更换位置，流体质点有轴向和横向运动，互相撞击产生湍动和旋涡，这种流态叫湍流或称紊流。;层流、湍流示意图：;1.4.1.2 雷诺准数;对于在平直的圆管中流动的流体： Re≤2320：流态属层流 Re≥4000：流态属湍流 2320Re 4000：流态是不稳定的，可能是层流，也可能是湍流，而且极容易从一种流态转变为另一种流态，所以称过渡流。; 在生产上常常会遇到非圆形管，例如有些气体的管道是矩形的，有些是环形的。对于非圆形管道内流体的流动，必须找到一个和直径相当的量来计算Re值以及阻力大小，即要用当量直径De来代替圆形管道的直径D。 当量直径可通过水力半径RH求出。水力半径的定义是：与流动方向相垂直的截面积F与被流体所浸润的周边长度Π之比，即; 因此，水力???径反映了管道或设备的集合因素对流动状态，也就是对阻力大小的影响。 对于圆形管道， 于是 即圆管直径为水力半径的4倍，对于非圆形管道或设备，也取水力半径的4倍表示其尺寸，即取当量直径： De=4RH 它与相同数值的圆管直径D对流动状况产生相同的影响，对于圆管De=D。;对于长度a、宽度b的矩形截面的管道， 对于内径为D1的管道里套着一根外径为D2 的圆管两者之间的环形通道：; 必须着重指出，当量直径只是用来代替圆管的直径D，以表明管道的几何因素对某些流体力学现象有相同的影响。它不应该代替圆管的直径去计算不属于这个范围的物理量，例如截面积、流速、流量等。例如上述的环形管道的截面积是 而不是 ；其间的流量是Q m3/s时，流速应是 ，而不是 ;1.4.2 沿程能量损失; （1）在层流流态下，摩擦系数为 ;（2）紊流流态下沿程阻力系数;1.4.3局部能量损失; 为了与沿程阻力的表示方法相一致，局部压头损失可表示为： ;局部阻力系数 值在层流流态下随Re值而变化。 当Re10时： 当Re较大时： 式中 A、B----常数； n----指数，可取n=0.285。 B值可取：球心阀，B=48.8；三通，B=32.5；角阀，B=21.7；900弯头B=16.3。 在湍流流态下，可以认为局部阻力系数与Re无关。;第19页/共44页;1.4.4.1制品堆垛的阻力损失 ; de――孔隙当量直径，m； 直通式排列时：a=1.14，b=0.25； 交错式排列时：a=1.57，b=0.25； 其他情况，a、b可由实验确定。 ;1.4.4.2 气体通过管束的阻力损失;1.4.4.3 气体通过散料层的阻力损失 ;对上式的修正：;1.4.5 管道计算;1.4.5.1 管道的合理布置和选择 ;流 体 种 类;流体种类;1.4.5.2 简单管路 ;1.4.5.3 串联管路和并联管路 ; ;2）并联管路