沿程和局部压力损失

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1、........................................................................6.2圆管紊流的沿程损失1.圆管层流的沿程损失内径为，长度为的圆管，在层流状态下的压力损失为如果换算成水头高度损失则有(6.2.1)式中，称圆管层流沿程阻力或摩擦阻力系数，它仅由决定即。对于圆管紊流而言，一般认为的表达式形式与式(6.2-1)是相同的。不同在于沿程阻力系数要复杂的多。通常认为（为管壁绝对粗糙度，为圆管半径）。这样对于圆管紊流，沿程式可表示为(6.2-2)式中u—圆管中平均流速。l—圆管长度。d—直径，。—雷诺数。—管壁绝对粗糙度。通常由

2、实验确定。前人作了大量的研究，主要结论如下2.卡门－普朗特(Karman-Prandtl)公式光滑管(6.2-3)粗糙管专业技术资料........................................................................(6.2-4)上两式有一定理论基础，又有实验资料确定系数，比较精确，缺点是计算不方便。3.布拉休斯(Blasins)公式）(6.2-5)(6.2-6)4.莫迪(Moody)图上述公式计算的数繁琐，1940年美国普林斯登的莫迪(L.F.Moody)对工业用管作了大量实验，绘制出了与Re及的关系图(图6-2)供实际计算使用，简

3、便而准确，并经过许多实际验算，符合实际情况。因而莫迪图应用广泛。图6-2莫迪图5.非圆管的紊流阻力对于非圆管中的紊流时的阻力，其计算方法是将非圆管折算成圆管计算。根据水力半径和圆管几何直径d的关系，则有专业技术资料........................................................................(6.2-7)式中—非圆管的水力半径，，为湿周长度，A为过流面积。—阻力系数，，Re为非圆管雷诺数。在工程上，通常根据Chery公式计算水头损失。所谓Chery公式就是式(6.2-7)的变形(6.2-8)式中k—常数，,称Chezy系数，可从

4、有关手册或资料中查取。例1．长度m，内径mm的镀锌钢管，用以输送运动粘度m2/s（即cSt）的油液，测得流量L/s。确定沿程损失？解：（1）确定流速及流态管中流速为（m/s）雷诺数Re为故可判定管中流态为紊流（2）根据Re选择并计算沿程损失由于，故沿程损失系数为专业技术资料........................................................................沿程损失为(m油柱)例2．长度m,内径mm的新铸铁管（绝对粗糙度mm），用以输出重度N/m3的油液（m/s2），测得重量流量N/h。设冬季油液运动粘度m2/s，夏季运动粘度m2/s，

5、试确定冬夏季中的输油管的水头损失？解：（1）将流量规范化并判定两季中的流态流量(m3/s)流速(m/s)冬季时夏季时（2）计算水头损失冬季时为层流，按层流沿程损失公式，则有(m油柱)夏季时流动为紊流，根据及，利用莫迪图可确定，则有(m油柱)专业技术资料........................................................................6.3管流局部损失1．局部阻力损失输送流体的管道不是只由等断面的直管组成，为控制流体分流和控制流量和流动方向，管路上要装置很多弯头，三通，阀门等管道辅件及控制件。流体在流经过这些器件时，或流速变化，或流向

6、变化，或兼而有之，从而干扰了流体的正常运动，产生撞击，分离脱流，漩涡等现象，带来附加阻力，增加了能量损失。由于这类流体的运动比较复杂，影响因素较多，除少数几种可作一定的理论分析之外，一般都依靠实验方法求得实用局部阻力系数。局部阻力损失可分为两类，一类是由于过流断面变化（包括断面收缩和扩大）引起得局部损失；另一类是流动方向的变化（如弯头）引起的局部损失。这里仅介绍几种常见的局部阻力系数，其余可查相关手册，不再罗列。（1）管径突然扩大或缩小时的局部阻力系数过流断面突然变化有两种：即突然扩大或突然缩小（图6-3和图6-4）,突然扩大或缩小时的水头损失公式在形式上是一致的，即(6.3-1)式中—局部阻

7、力系数，对于突扩或突缩值不同。—流过突变处的流体在下游管中流速。图6-3突然扩大管图6-4突然收缩管对于突然扩大管流，式(6.3-1)可根据Bernulli方程导出。参看图6-3，取管径轴线作为位置势能的基准面（零位）。按Bernulli方程，则有(6.3-2)专业技术资料...............................................................