直管阻力损失 非圆形截面管道的当量直径 作圆形截面管道流体流动的阻力损失可采用圆形管道的公式 来计算,只需用当量直径d来代替圆管直径d 当量直径定义 流通截面积4A 4 流体浸润周边 级流体浸润周边即同一流通截面上流体与固体壁面接触的周长 b d2=4 b 2ab 2(a+b)a+b 4 (a2+d
直管阻力损失 非圆形截面管道流体流动的阻力损失可采用圆形管道的公式 来计算，只需用当量直径 de 来代替圆管直径 d 当量直径定义： 流体浸润周边即同一流通截面上流体与固体壁面接触的周长 非圆形截面管道的当量直径 A de 4 = 4 = 流体浸润周边 流通截面积 ( ) a b ab a b ab de + = + = 2 2 4 ( ) ( ) (d d ) d d π d d de 2 1 2 1 2 1 2 2 4 4 = − + − = a b r r 2 1
非圆形截面管道的当量直径 采用当量直径计算非圆形截面管道的Re,稳定层流的判据仍 然是Re<2000。 计算阻力系数时,仅以当量直径d代替圆形截面直管阻力计 算公式中的d,并不能达到几何相似的满意修正,因此需要 对计算结果的可靠性作进一步考察。 些对比研究的结果表眀,湍流情况下一般比较吻合,但与 圆形截面几何相似性相差过大时,例如环形截面管道或长宽 以比例超过3:1的矩形截面管道,其可靠性较差。 层流情况下可直接采用以下修正公式计算:λ Re 非圆形管的截面形状d常数C非圆形管的截面形状a。常数C 正方形,边长为a 57长方形,长2a,宽a1.3a62 等边三角形,边长a0.58a53长方形,长4a,宽a1.6a73 环形,环宽=(d2d1)2(a2d1)96
非圆形截面管道的当量直径 采用当量直径计算非圆形截面管道的 Re，稳定层流的判据仍 然是 Re＜2000。 计算阻力系数时，仅以当量直径 de 代替圆形截面直管阻力计 算公式中的 d，并不能达到几何相似的满意修正，因此需要 对计算结果的可靠性作进一步考察。 一些对比研究的结果表明，湍流情况下一般比较吻合，但与 圆形截面几何相似性相差过大时，例如环形截面管道或长宽 比例超过 3:1 的矩形截面管道，其可靠性较差。 层流情况下可直接采用以下修正公式计算： Re C = 非圆形管的截面形状 de 常数C 非圆形管的截面形状 de 常数C 正方形，边长为a a 57 长方形，长2a，宽a 1.3a 62 等边三角形，边长a 0.58a 53 长方形，长4a，宽a 1.6a 73 环形，环宽=(d2 -d1 )/2 (d2 -d1 ) 96
局部阻力损失计算 管路系统中的阀门、弯头、缩头、三通等各种阀件、管件不 仅会造成摩擦阻力( skin-friction),还有流道急剧变化造成的形 体阻力( form-friction),产生大量旋涡而消耗机械能。流体流 过这些阀件、管件处的流动阻力称为局部阻力。 三 ,5,5 流动方向 流动方向 局部阻力损失计算 局部阻力系数法:h/=5 局部阻力系数 2 当量长度法 l当量长度
局部阻力损失计算 管路系统中的阀门、弯头、缩头、三通等各种阀件、管件不 仅会造成摩擦阻力(skin-friction)，还有流道急剧变化造成的形 体阻力(form-friction)，产生大量旋涡而消耗机械能。流体流 过这些阀件、管件处的流动阻力称为局部阻力。 流动方向 A A 流动方向 A A 局部阻力损失计算 局部阻力系数法： 2 2 f u h = 2 2 e f l u h d 当量长度法： = —— 局部阻力系数 l e ——当量长度
局部阻力损失计算 l00mm的闸阀1/2关 截止阀全开 7e=2m 角式截止阀全开 l00mm的闸阀全开 旋启式止回阀全开 爽然扩大 l.=0.75m D=12 副半 (直入旁出 普通进口 100mm的标准三通 标准弯头或缩口 几 中圆角弯头或缩 45弯头 2.2m 大圆角弯头或标准三通
局部阻力损失计算 100mm 的闸阀 1/2 关 l e = 22m 100mm 的标准三通 l e = 2.2m 100mm 的闸阀全开 l e = 0.75m
【例3溶剂由容器A流入B。容器A液面恒定,两容 器液面上方压力相等。溶剂由A底部倒U型管排出,其顶部 与均压管相通。容器A液面距排液管下端60m,排液管为φ 60×3.5mm钢管,由容器A至倒U型管中心处,水平管段 总长3.5m,有球阀1个(全开),90°标准弯头3个。 试求:要达到12m3/h的流量,倒U型管最高点距容器A内 液面的高差H。(p=900kg/m3,=0.6×103Pas)。 的解:溶剂在管中的流速 12/3600 均压管 =15m/s 0.785×0.053 Re dp0.053×1.51×900 1.20×103 0.6×10-3 溢 流A 取钢管绝对粗糙度 B E=0.3mm则6≈03 5.66×10 53
【例3-3】 溶剂由容器 A 流入 B。容器 A 液面恒定，两容 器液面上方压力相等。溶剂由 A底部倒 U 型管排出，其顶部 与均压管相通。容器 A 液面距排液管下端 6.0m，排液管为 60×3.5mm 钢管，由容器 A 至倒 U 型管中心处，水平管段 总长 3.5m，有球阀1个 (全开)，90°标准弯头3个。 试求：要达到 12 m3 /h 的流量，倒U型管最高点距容器 A 内 液面的高差H。（=900kg/m3 ，= 0.6×10-3 Pa·s）。 解：溶剂在管中的流速 取钢管绝对粗糙度 2 12 3600 1.51m s 0.785 0.053 u = = 5 3 0.053 1.51 900 Re 1.20 10 0.6 10 du − = = = 0.3 3 0.3mm 5.66 10 53 d − = = = 则 A B 3.5m H 1 1 溢 流 6m 均压管 2 2