1[1].3.流体流动阻力.ppt

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1、第三节流体流动阻力直管阻力：流体流经一定直径的直管时由于摩擦而产生的阻力。局部阻力：流体流经管件、阀门、仪表等局部地方由于流速大小及方向的改变而引起的阻力。3.1流体的粘度或Fuu＋dudy式中：F——内摩擦力，N；τ——剪应力，Pa；——法向速度梯度，1/s；μ——比例系数，称为流体的粘度，Pa·s。du/dy粘度的物理本质：分子间的引力和分子的运动与碰撞。粘度的单位:液体:T↑→↓气体:T↑→↑超高压:p↑→↑SI制：Pa·s或kg/(m·s)物理制：cP(厘泊）换算关系:1cP＝10-3Pa·s3.2流体的流动

2、型态一、雷诺实验层流（或滞流）：流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合；(a)湍流（或紊流）：流体质点除了沿管轴方向向前流动外，还有径向脉动，各质点速度在大小和方向上都随时变化，质点互相碰撞和混合。(c)判断流型:Re≤2000时，流动为层流，此区称为层流区；Re≥4000时，出现湍流，此区称为湍流区；2000

3、擦系数（摩擦因数）J/kg压头损失：m流体摩擦阻力损失计算式对层流、湍流均适用，只是摩擦系数计算式不同。3.3直管阻力3.3.1层流时的阻力计算—哈根-泊谡叶（Hagen-Poiseuille）方程能量损失：层流时阻力与速度的一次方成正比。变形：比较得：J/kg莫狄（Moody）摩擦因数图：3.3.2湍流时的阻力计算层流时，管内全部为层流，λ与ε/d无关；湍流时，层流内层厚度δ；δ>ε，水力光滑管，λ与Re有关，与ε/d无关；δ~ε，λ与Re、ε/d都有关；δ<ε，完全湍流粗糙管；λ与Re无关；与ε/d有关.管子相对粗糙度

4、（1）层流区（Re≤2000）λ与无关，与Re为直线关系，即,即与u的一次方成正比。（2）过渡区（2000

5、与hf中的直径用de计算。（2）层流时：正方形C＝57套管环隙C＝96（3）流速用实际流通面积计算。3.4局部阻力一、阻力系数法将局部阻力表示为动能的某一倍数。或ζ—局部阻力系数J/kgm小管中的大速度——121221u210)1(uhAAfzzz==-=1.突然扩大小管中的大速度-=-=-=22220225.00)1(uuhAAfzzz2.突然缩小3.管进口及出口进口：流体自容器进入管内。ζ进口=0.5进口阻力系数出口：流体自管子进入容器或从管子排放到管外空间。ζ出口=1出口阻力系数4.管件与阀门二、当量长度法将流体流过

6、管件或阀门的局部阻力，折合成直径相同、长度为Le的直管所产生的阻力。Le—管件或阀门的当量长度，m。总阻力：减少流动阻力的途径：管路尽可能短，尽量走直线，少拐弯；尽量不安装不必要的管件和阀门等；管径适当大些。例1-8如图所示，料液由常压高位槽流入精馏塔中。进料处塔中的压力为0.02Mpa（表压），送液管道为φ45×2.5mm、长8m的钢管。管路中装有180°回弯头一个，全开标准截止阀一个，90°标准弯头一个。塔的进料量要维持在5m3/h，试计算高位槽中的液面要高出塔的进料口多少米？hpa