似牛顿浆体几个摩阻系数计算公式的比较.pdf

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1、2014年10月中国矿山工程第43卷第5期ChinaMineEngineering·67·似牛顿浆体几个摩阻系数计算公式的比较Comparisonofseveralfrictioncoeficientcalculationformulasoflike—Newtonianfluid周积果，刘德忠(中国恩菲工程技术有限公司，北京100038)摘要：摩阻损失是浆体管道输送工程设计中的一个重要参数，而摩阻损失的确定又取决于摩阻系数的计算，因此工程设计时对摩阻系数计算公式的选择尤为重要。本文针对浆体紊流输送时常用的几个摩阻系数计算公式，通过计算进行对

2、比分析，并进行总结，为浆体摩阻系数计算公式的选择提出建议，供设计参考。关键词：似牛顿浆体；摩阻系数；雷诺数；相对粗糙度；摩阻损失Abstract：Frictionlossisanimportantparameterinthedesignofslurrypipelinetransportationengineering．Frictionlossdependsonthecalculationoffrictioncoefficient，SOtheselectionoffrictioncoefficientcalculationformulaisv

3、eryimportantintheengineeringdesign．Inthispaperseveralcommonlyusedfrictioncoefficientcalculationformulasofslurryturbulenttransportationweresummarizedandanalyzedbycalculation，anditprovidedsuggestionsandreferencefortheselectionoffrictioncoefficientcalculationformulaandenginee

4、ringdesign．Keywords：likeNewtonianfluid；frictioncoefficient；Reynold’snumber；relativeroughness；frictionloss1日IJ吾浆体管道的摩阻损失是工程设计中的一个重要参数，它对管道系统的输送压力大小、泵型选择、泵站数量、管道承压大小、管道材质选择以及管道壁厚计算等多方面有重要影响，对整个管道输送系统的设计起着重要作用，因此，设计中对摩阻损失的计算应符合实际。如果摩阻损失的计算值偏大，则会导致泵的压力大、管道壁厚大，造成投资和运行浪费，如果摩阻损失的

5、计算值偏小，则可能导致泵的输送压力不足、管道壁厚不够，致使系统生产运行不可靠，因此，浆体管道的摩阻损失是工程设计时需要确定的一个重要技术参数。在浆体管道输送工程中，很多浆体属于宾汉塑性体(非牛顿浆体)，宾汉塑性体在屈服应力低于15Pa时的特性与牛顿浆体相似，笔者在此称之为似牛顿浆体。似牛顿浆体管道的摩阻损失的计算可采用牛顿浆体摩阻损失的相关公式计算。管道紊流输送浆体时，沿程摩阻损失应按达西一威斯巴赫公式计算，即：￡。：A2—g—Dp—(L1l)o式中：——浆体的沿程摩阻损失，mHO／m；A——达西摩阻系数；卜流体在管道内的平均流速，m／s；

6、D——管道内径，m；g——重力加速度，m／s；·68·中国矿山工程2014年(第43卷)p——浆体密度，kg／m；3公式对比分析p0——水密度，kg／m。3．1计算A值从公式(1)中可以看出：当已知浆体密度、流体科里布鲁克公式(4)虽然广泛应用于工程设计在管道内的平均流速及管道内径时，浆体的沿程摩界，但该公式是隐函数，计算较为繁琐，而哈兰德公阻损失i主要由达西摩阻系数人来确定，摩阻损失式(5)、阿里特苏里公式(6)和刘德忠公式(7)均为的计算就转化成摩阻系数的计算，因此，浆体管道输显函数，计算简便。现以工程设计界公认的科里布送工程设计时对摩

7、阻系数计算公式的选择尤为重要。鲁克公式作为比较基准，对哈兰德公式、阿里特苏里达西摩阻系数A是管壁相对粗糙度和雷诺数公式和刘德忠公式以相同前提条件为基础计算出的的函数，即：A值进行对比分析。A=，(，Re)(2)笔者根据浆体管道输送工程设计常用工况范围进OV行了多组基础数据前提条件下的A值计算，计算的前pm(3Re：——提条件定为：雷诺数Re=1．0×10～1．0×10，相对粗式中：s——管壁的绝对糙度，m；糙度=1．0×10～、5．0×10～、2．5×10一、2．0×10一、上，Re——浆体雷诺数；叼——宾汉塑性体刚度系数，Pa·s。1．5

8、×10一、1．0×10一、7．5×10一和5．0×10一。由于篇幅限制，不便于将所有组合的基础数据前提条2几个摩阻系数计算公式件下的A值计算成果全部在此展示出来，现仅将以国内外学