第三章井巷通风阻力 第二节摩擦风阻与阻力
第三章 井巷通风阻力 第二节 摩擦风阻与阻力
第二节摩擦风阻与阻力 、摩擦阻力 风流在井巷中作沿程流动时,由于流体层间的摩擦和流体 与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力(也叫沿程 阻力)。 由流体力学可知,无论层流还是紊流,以风流压能损失来 反映的摩擦阻力可用下式来计算:Pa h=2 2 λ一无因次系数,即摩擦阻力系数,通过实验求得。 d一圆形风管直径,非圆形管用当量直径;
第二节 摩擦风阻与阻力 一、摩擦阻力 风流在井巷中作沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体 与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力(也叫沿程 阻力)。 由流体力学可知，无论层流还是紊流，以风流压能损失来 反映的摩擦阻力可用下式来计算：Pa λ－无因次系数，即摩擦阻力系数，通过实验求得。 d －圆形风管直径，非圆形管用当量直径； 2 · 2 v d L hf =
第二节摩擦风阻与阻力 1.尼古拉兹实验 能量损失原因: 内因:取决于粘滯力和惯性力的比值,用雷诺数Re来衡量; 外因:是固体壁面对流体流动的阻碍作用,与管道长度、断面 形状及大小、壁面粗糙度有关。壁面粗糙度的影响通过A值来 反映。 绝对糙度:砂粒的直径ε就是管壁凸起的高度, 相对糙度:绝对糙度E与管道半径r比值E/r
第二节 摩擦风阻与阻力 1．尼古拉兹实验 能量损失原因： 内因：取决于粘滞力和惯性力的比值，用雷诺数Re来衡量； 外因：是固体壁面对流体流动的阻碍作用，与管道长度、断面 形状及大小、壁面粗糙度有关。壁面粗糙度的影响通过λ值来 反映。 绝对糙度：砂粒的直径ε就是管壁凸起的高度， 相对糙度：绝对糙度ε与管道半径r的比值ε/r
第二节摩擦风阻与阻力 1.尼古拉兹实验 1932~1933年间,尼古拉兹把经过筛分、粒径为E的砂粒均 匀粘贴于管壁。 水作为流动介质、对相对糙度分别为1/15、1/30.6、1/60、 1/126、1/2561/507六种不同的管道进行试验研究。对实验 数据进行分析整理,在对数坐标纸上画出λ与R的关系曲线, 如图下页所示(书中图3-2-1)
第二节 摩擦风阻与阻力 1．尼古拉兹实验 1932～1933年间，尼古拉兹把经过筛分、粒径为ε的砂粒均 匀粘贴于管壁。 水作为流动介质、对相对糙度分别为1/15、1/30.6、1/60、 1/126、1/256、1/507六种不同的管道进行试验研究。对实验 数据进行分析整理，在对数坐标纸上画出λ与Re的关系曲线， 如图下页所示(书中图3-2-1)
,各与阻力 种不同相对糙度的实验 lg(1000 点各自分散呈一波状曲 线,A值既与R有关 1.0 也与E/有关。 1.74+2lg I区一层流区 当Re<2320 即lgRe<3.36 时,只与Re有 306 关,且 =64/Re。与 B/无关; r126 0.4 apg5 区过渡流区。2320≤Re≤4000 r507 即3.36≤1gRe≤3.6),不同的管内 流体由层流转变为紊流。λ随Re增区水力光滑管区。紊|60 大而增大,与E/无明显关系。八流状态(Re>400与∈Re) 仍然无关,只与R有关
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 lg 1000 ( ) lg Re ( ) 第二节 摩擦风阻与阻力 1 r 15 = 1 r 30.6 = 1 r 60 = 1 r 126 = 1 r 256 = 1 r 507 = 2 1.74 2lg 1 + = r Ⅰ区—层流区 当Re＜2320 (即lgRe＜3.36) 时,只与Re有 关，且 λ=64/Re。与 ε/r无关; Ⅱ区—过渡流区。2320≤Re≤4000 (即3.36≤lgRe≤3.6)，不同的管内 流体由层流转变为紊流。λ随Re增 大而增大，与ε/r无明显关系。 Ⅲ区—水力光滑管区。紊 流状态(Re＞4000) λ与ε 仍然无关，只与Re有关 Ⅳ区—紊流过渡区，各 种不同相对糙度的实验 点各自分散呈一波状曲 线，λ值既与Re有关， 也与ε/r有关