公式,其使用条件是牛顿流体在圆形直管中作层流流动。相对粗糙度^/d:管道的绝对粗糙度△与管道内径d之比。2.5.2局部阻力L,的计算进口、出口,阀门,三通,弯头,大小头,异径管等。能量损失的原因:(1)流速的大小变化;(2)流速的方向变化;(3)流速分布变化。机理:产生旋涡。局部阻力损失有两种计算法:阻力系数法和当量长度法。(1)阻力系数法将局部阻力损失折合成动能的若干倍。L"= (u°/2)称为阻力系数,见表1-5。般,管入口的,=0.5,管出口的。=1.0。(2)当量长度法将局部阻力损失折合成具有相同直径、长度为L。的沿程阻力。Lr'=α(Le/d) (u/2)L称为当量长度,见图1-18。总能量损失等于沿程损失与局部损失
公式,其使用条件是牛顿流体在圆形直管中 作层流流动。 相对粗糙度Δ/d:管道的绝对粗糙度Δ与管 道内径 d 之比。 2.5.2 局部阻力 的计算 ' Lf 进口、出口,阀门,三通,弯头,大小 头,异径管等。 能量损失的原因:(1)流速的大小变化; (2)流速的方向变化;(3)流速分布变化。 机理:产生旋涡。 局部阻力损失有两种计算法:阻力系数 法和当量长度法。 (1)阻力系数法 将局部阻力损失折合成动 能的若干倍。 Lf ,=ξ(u2 /2) ξ称为阻力系数,见表 1-5。 一般,管入口的ξi=0.5,管出口的ξ0=1.0。 (2)当量长度法 将局部阻力损失折合成 具有相同直径、长度为Le的沿程阻力。 Lf , =λ(Le/d)(u2 /2) Le称为当量长度,见 图 1-18。 总能量损失等于沿程损失与局部损失
之和,即I+El u?ZL,=ad2u+Z)"或ZL,=(a+)01+Zl.u+2)2或 ZL,=(a-(ij)注意:在计算L,时,管路中管件的局部阻力既可折合成阻力系数,也可折合成当量长度,但一个管件只能择其一。3.管中流体流动的基本方程3.1稳定流动连续性方程212'稳定流动情况下,单位时间内流进体系的流体质量等于流出体系的流体质量,即w, = pu,A, = PzuzA
之和,即 2 2 u d ll L e ∑ f + ∑ = λ 或 2 )( 2 u d l Lf += ∑∑ ξλ 或 2 ( ) 2 u d ll L j i e ∑ f ∑ ∑ + + = λ ξ (i ≠ j ) 注意:在计算∑Lf 时,管路中管件的局部阻 力既可折合成阻力系数,也可折合成当量长 度,但一个管件只能择其一。 3.管中流体流动的基本方程 3.1 稳定流动连续性方程 1 2 1, 2, 稳定流动情况下,单位时间内流进体系的流 体质量等于流出体系的流体质量,即 s ρ == ρ AuAuw 222111
对于不可压缩流体,β=常数,则Q= u,A = uzA,元d、u.d.对于圆管,u,xu2=u,d2即不可压缩流体在圆管内稳定流动时,流速与管道直径的平方成反比。3.2稳定流动体系的能量平衡方程柏努利方程稳定流动体系:根据能量守衡的基本关系,可推得不可压
对于不可压缩流体,ρ=常数,则 = = AuAuQ 2211 对于圆管, 2 2 2 2 1 1 4 4 dudu π π ×=× 2 2 1 1 2 )(d d u u ∴ = 即不可压缩流体在圆管内稳定流动时,流速 与管道直径的平方成反比。 3.2 稳定流动体系的能量平衡方程 ——柏努利方程 稳定流动体系: 根据能量守衡的基本关系,可推得不可压
缩流体的能量衡算方程为:8 ++?++P++ZL+W=gz2p+2p2或 -Z,=g++(J/kg)2p上式又称为柏努利方程。注意:对于功规定:输入体系为正,输出体系为负。式中:w-对1kg流体所做的有效功,J/kg;ZLr-从1-1'截面到2-2截面的能量损失,J/kg。ZL|管路定=f(u);△z=Z2-Z1,下游截面(2-2)与下游截面(1-1')之高差,m;△p=p2-Pi,两截面压强差,Pa;△u"=uz2-u,两截面流速的平方差,J/kg。若柏努利方程两端同除g,得:He-Zh, =A++ pg2g式中:H。=w/g-泵所提供的压头(扬程),m;Zhr=ZL/g-压头损失,m
缩流体的能量衡算方程为: +++=+++ ∑Lf up gzw up gz 2 2 2 22 2 2 11 1 ρ ρ 或 2 2 up f zgLw Δ + Δ ∑ +Δ=− ρ (J/kg) 上式又称为柏努利方程。 注意:对于功规定:输入体系为正,输出体 系为负。 式中: w-对 1kg 流体所做的有效功, J/kg; ∑Lf-从 1-1, 截面到 2-2, 截面的能量损失, J/kg。 L uf )( Σ f = 管路固定 ; Δz=z2-z1,下游截面(2-2’)与下游截面 (1-1’)之高差,m ; Δp=p2-p1,两截面压强差,Pa ; Δu2 =u2 2 -u1 2 ,两截面流速的平方差,J/kg。 若柏努利方程两端同除 g,得: g u g p zhHe f 2 2 Δ + Δ ∑ +Δ=− ρ 式中:He=w/g-泵所提供的压头(扬程),m; ∑hf=∑Lf/g-压头损失,m
应用柏努利方程解题要点:1)根据题意定出上游1-1'截面和下游2-2截面;2)两截面均应与流动方向垂直,并且两截面间的流体必须是连续的。所求的未知量应在截面上或在两截面之间。某些截面上的u可看作零:水塔,水池,储罐,河面,水井等。对水平管道,以管道中心线计算位能。3)方程中的各项均须使用 SI制。对于压强而言,即可同时用绝压,也同时用表压,此时注意:表压=-真空度。3.3柏努利方程的应用由=g+可得:2pW =g △z+△p/ p+[△u2/2+f(u) ](1) (2)(3)(4)因此,应用柏努利方程(有时加上其他方程如连续性方程)可以确定:(1)输送设备的功(功率);(2)设备(容器)间的相对位置;(3)管路中某处流体的压强;
应用柏努利方程解题要点: 1) 根据题意定出上游 1-1, 截面和下游 2-2, 截面; 2) 两截面均应与流动方向垂直,并且两截 面间的流体必须是连续的。所求的未知量 应在截面上或在两截面之间。某些截面上 的 u 可看作零:水塔,水池,储罐,河面, 水井等。对水平管道,以管道中心线计算 位能。 3) 方程中的各项均须使用 SI 制。对于压 强而言,即可同时用绝压,也同时用表压, 此时注意:表压=-真空度。 3.3 柏努利方程的应用 由 2 2 up f zgLw Δ + Δ ∑ +Δ=− ρ 可得: W =gΔz+Δp/ρ+[Δu2 /2+f(u)] (1) (2) (3) (4) 因此,应用柏努利方程(有时加上其他方程 如连续性方程)可以确定: (1)输送设备的功(功率); (2)设备(容器)间的相对位置; (3)管路中某处流体的压强;