水力半径和当量直径[整理]

水力半径和当量直径
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前面所讲的判别流体流态的雷诺准数中以及在阻力公式、摩擦系数曲线图中的D是指圆形管道或设备的内径。

实际上，它反映出管道或设备的几何因素(形状、尺寸，因而也就是通畅程度)对流动的影响。

在生产中往往会遇到非圆形管，例如有些气体的管道是矩形的，有时流体会在两根套在一起的圆管之间的环形通道内流过。

对于非圆形管内流体的流动，必须找到一个与直径相当的量来计算Re值及阻力大小，此时反映出的流动状况和阻力大小，应该与相同的Re、、值之下在圆形管中的流动状况及阻力大小一致。

亦即要用当量直径D6来代替圆形管道的直径D。

当量直径可通过水力半径RH求出。

水力半径的定义是：与流动方向相垂直的截面积F 与被流体所浸润的周边长度П之比，即
因此，水力半径反映了管道或设备的几何因素对流动状况，也就是对阻力大小的影响。

对于圆形管道，，于是
即圆管直径为水力半径的4倍。

对于非圆形管道或设备，也取水力半径的4倍表示其尺寸，即取当量直径
它与相同数值的圆管直径D对流动状况产生相同的影响。

对于长度a、宽度b的矩形截面的管道，
对于内径为D1的圆管里套着一根外径为D2的圆管两者之间的环形通道，
必须着重指出，当量直径只是用来代替圆管的直径D，以表明管道的几何因素对某些流体力学现象有相同的影响。

它不应该用来代替圆管的直径去计算不属于这个范围的物理量，侧如截面积、流速、流量等。

例如上述的环形管道的截面积是，而不是
米／秒。

；其间的流量是Q米3/秒时，流速应是，而不是。