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时间:2019-11-01
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1、范宁摩擦因数f(Fanningfrictionfactor)流体以一定速度在圆管内流动时,受到方向相反的两个力的作用;推动力(p1-p2)Лd2/4,其方向与流动方向一致;另一个是流体摩擦阻力τ.Лdl,其方向与流动方向相反。当这两个力达平衡时,流体作定态流动。不可压缩流体以速度u在一段水平直管内作定态流动(u1=u2)的情况。在图中1-1’与2-2’两截面之间(以管中心线为基础水平面)列柏努利方程式并化简,得到(1) 流体在直径为d,长度为l的水平管内受力情况为:促使流体向前流动的推动力 平行作用于流体柱表面上的摩擦力 定态流动时,上两力
2、应大小相等方向相反,则得管内流动的压降为对于管内流动,流体与管间壁的动量传递系数定义为:τs=f(ρub2/2)=(fub/2)(ρub-ρus)ub—流体的平均流速f—范宁摩擦因数f(Fanningfrictionfactor)fub/2—流体与壁面间的动量传递系数us—壁面流速(us=0)由上式得出管内范宁摩擦因数的定义式为:f=2τs/ρub2管内压降的达西公式(Darcy)为:∆p=4f(L/d)(ρub2/2)圆形直管阻力的通式—范宁公式(Funningequation)另外与式(1)还得(2)实验证明,在管径和管长相同的条件下,
3、流体与管壁间的摩擦阻力与u密切相关,习惯上将阻力损失写成为流体动能的倍数,为了便于工程计算并突出影响流动阻力各因素,将式(2)进行变换,得到令 λ=8τ/ρu2则得(3)或(3a)式3与式3a式计算圆形直管阻力所引起能量损失的通式,称为范宁公式。此式对湍流和滞流均适用,式中为摩擦系数,无因次,其值随流型而变,湍流时还受管壁粗糙度的影响,但不受管路铺设情况(水平、垂直、倾斜)所限制。
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