当量长度法
流体流动阻力测定实验指导书
化工原理实验辅助讲义化工原理实验指导书姜少华编五邑大学化工与环境基础实验教学中心2006年9月实验一流体流动阻力的测定一、实验目的1．把握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一样实验方式。
2．测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，验证在一样湍流区内λ与Re的关系曲线。
3．测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数。
4．学会无纸记录仪和涡连番量计的利用方式。
5．识辨组成管路的各类管件、阀门，并了解其作用。
二、大体原理流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失必然的机械能。
流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。
流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引发的机械能损失称为局部阻力损失。
1．直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳固流动时，阻力损失为：（1）即，（2）式中：λ —直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m；—流体流经l米直管的压力降，Pa；—单位质量流体流经l米直管的机械能损失，J/kg；ρ —流体密度，kg/m3；l —直管长度，m；u —流体在管内流动的平均流速，m/s。
滞流(层流)时，（3）（4）式中：Re —雷诺准数，无因次；μ —流体粘度，kg/(m·s)。
湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度（ε/d）的函数，须由实验确信。
由式（2）可知，欲测定λ，需确信l、d，测定、u、ρ、μ等参数。
l、d为装置参数（装置参数表格中给出），ρ、μ通过测定流体温度，再查有关手册而得，u通过测定流体流量，再由管径计算取得。
例如本装置采纳涡连番量计测流量，V，m3/h。
(5)可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定，或采纳差压变送器和二次仪表显示。
（1）当采纳倒置U型管液柱压差计时(6)式中：R－水柱高度，m。
（2）当采纳U型管液柱压差计时(7)式中：R－液柱高度，m；－指示液密度，kg/m3。
当量长度计算公式
当量长度计算公式
当量长度是一个与电缆传输中信号频率和阻抗有关的重要参数，它表征了电缆传输中单位长度的等效电路长度。
当量长度越小，电缆的传输性能越好。
下面是计算当量长度的公式和解释：
当量长度（L') = L ×√(C'/C + L'/L)
其中，L为电缆长度，C为电缆的电容，L'为电缆的电感，C'为电缆与周围环境的电容。
这个公式中的C'/C + L'/L是传输线的特性阻抗Z0，Z0越小，当量长度越小，电缆的传输性能越好。
当C'/C + L'/L=Z0时，当量长度L'=L/Z0。
如果将Z0设为50Ω，这个公式可以简化为：
当量长度（L') = L ×√(2)
这里的2是50Ω电缆的特性阻抗。
当量长度的计算是电缆设计和优化的重要步骤，它可以用来评估电缆传输性能和对传输线的特性阻抗的影响。
管道当量长度计算公式
管道当量长度计算公式管道当量长度计算公式在管道工程领域可是个相当重要的家伙！咱们先来说说啥是管道当量长度。
简单来讲，就是把一些局部阻力元件（像弯头、三通、阀门啥的）折合成具有相同阻力的直管长度。
那这个当量长度计算公式到底是咋来的呢？这就得提到一系列的实验和研究啦。
科学家们通过对不同类型、不同规格的管道和局部阻力元件进行大量的测试和分析，才得出了这些宝贵的公式。
比如说，对于一个 90 度弯头，它的当量长度就跟管道的直径、弯头的曲率半径等因素有关。
要是管道直径越大，那这个弯头的当量长度相对就会短一些。
我记得有一次在一个工厂里，负责维修管道的师傅们遇到了个难题。
有一段管道的流量总是不太对劲儿，压力也不太稳定。
大家一开始都摸不着头脑，后来经过仔细排查，发现是其中几个弯头的当量长度在设计的时候算错了。
这可把大家急坏了，因为这意味着要重新调整管道布局，费时又费力。
从那以后，我就更加深刻地认识到了管道当量长度计算公式的重要性。
要是一开始就能算准确，能少好多麻烦呢！在实际应用中，计算管道当量长度可不是一件简单的事儿。
不同的局部阻力元件，计算公式都不太一样。
像突然扩大和突然缩小的管道接口，它们的当量长度计算公式就比较复杂。
而且，在一些复杂的管道系统中，可能会有多个不同类型的局部阻力元件串联或者并联在一起。
这时候，就得把每个元件的当量长度都算清楚，然后加起来或者按照一定的规则进行综合计算。
比如说，有一条长长的管道，中间有好几个不同角度的弯头，还有几个阀门。
那咱们就得一个一个地算出这些元件的当量长度，然后加在一起，才能得到整个管道系统的等效直管长度。
再给您举个例子，如果是一个三通接头，它的当量长度计算就要考虑到分支管道的流量比例和管径大小等因素。
总之，管道当量长度计算公式虽然看起来有点头疼，但只要咱们掌握了其中的规律，多做一些实际的计算练习，就能够在管道设计和维护中派上大用场，避免出现像我在工厂里看到的那种麻烦事儿。
江苏大学实验报告
江苏大学实验报告班级：食品1001 姓名：倪婉学号：3100901008实验：管路沿程阻力测定一、实验目的1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2、测定流体流经直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与Re的关系。
3、测定流体流经管件时的局部阻力，并求出阻力系数ζ。
4、学会压差计和流量计的使用。
二、实验原理流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。
这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。
1、沿程阻力流体在水平均匀管道稳定流动时，由截面1到截面2，阻力损失表现为压强降低：ρ21pp hf -=影响阻力损失的因素有：1）流体性质：密度ρ，粘度μ；2）管路的几何尺寸：管径d，管长l，管壁粗糙度ε；3）流动条件：流速ｕ；变量关系可以表示为：),,,,,(ερμu l d f p =∆组合成如下的无因次式：;2),();,,(22udR dl pdd l du upe ⋅⋅=∆=⋅∆εϕρεμρϕρ引入：),(dR e εϕλ=则上式变为：22udl ph f ⋅=∆=λρ上式中：λ称为直管摩擦系数，滞流时eR 64=λ，；湍流时，λ与R e 的关系受管壁粗糙度的影响，需由实验测得。
根据伯努利方程可知，流体流过直管的沿程阻力损失，可直接由所测得的液柱压差计读数R(m)算出：gR p )(水指ρρ-=∆其中：指ρ——压差计中指示剂的密度)(3-⋅mKg 。
本实验中以水银作指示剂，另一流体为水。
2、局部阻力局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。
1）当量长度法当量长度用l e 表示，流体在管路中流动时总阻力损失∑fh 为：2)(2udl l hef⋅+⋅=∑∑λ2）阻力系数法流体流过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数ph 表示：22uh p ⋅=ξ式中，ξ：局部阻力系数，无因次；u: 在小截面管中流体的平均流速（m/s)。
燃气管道局部阻力的当量长度法计算.doc
燃气管道局部阻力的当量长度法计算2009-7-28摘要：为提高燃气管网水力计算中局部阻力计算的准确度，采用当量长度法，对常用燃气分配管段进行计算，得到管段局部阻力占沿程阻力的比例。
给出了不同情况下管段附件局部阻力占沿程阻力的比例的取值建议表。
关键词：当量长度；局部阻力系数；局部阻力Calculation of Local Resistance of Gas Pipeline by EquivalentLength MethodLI Xing-quan，JU Xiu-feng，TIAN Guan-sanAbstract：In order to improve the calculation accuracy of local resistance in hydraulic calculation of gas network，the equivalent length method is used to calculate the usual gas distributionpipeline sections. The proportion of local resistance to theresistance along the pipeline section is obtained. The recommended table for proportion of local resistance to the resistance along the pipeline section is given.Key words：equivalent length；local resistance coefficient；local resistance在进行城市燃气管网的水力计算时，管网的阻力计算是较为重要的部分[1～3]。
管网的局部阻力一般不逐项计算，而是按燃气管道摩擦阻力的5%～10%进行估算[4]。
球阀当量长度
球阀当量长度球阀当量长度是指通过球阀时，流体对球阀的压力损失与同等长度的直管道中流体对管道的压力损失相等所需的管道长度。
它是衡量球阀性能好坏的重要指标之一。
一、球阀当量长度的计算方法1.1 球阀当量长度计算公式球阀当量长度可以用以下公式计算：Le = K * D其中，Le为球阀当量长度，K为局部阻力系数，D为管道直径。
1.2 局部阻力系数K局部阻力系数K是一个无量纲参数，它代表了流体通过某个局部装置时产生的压力损失与同等长度直管道中流体产生的压力损失之比。
不同形状和尺寸的局部装置都有不同的局部阻力系数K值。
常见局部装置的局部阻力系数K值如下：- 直通孔：0.5- 弯头：0.3~0.4- 管嘴：0.6~0.8- 球阀：30~150从上述数据可以看出，球阀在所有常见局部装置中具有最大的局部阻力系数K值，这也意味着在相同条件下，通过球阀时产生的压力损失最大。
1.3 球阀当量长度的影响因素球阀当量长度不仅与球阀本身的结构和尺寸有关，还受到管道直径、流速、介质密度、粘度等因素的影响。
1.4 球阀当量长度与流体状态球阀当量长度也与流体状态有关。
在液态介质中，球阀当量长度随着流速的增加而增加；在气态介质中，球阀当量长度随着流速的增加而减小。
二、如何降低球阀当量长度2.1 选择合适的球阀由于不同类型和尺寸的球阀局部阻力系数K值不同，因此选择合适的球阀可以降低球阀当量长度。
在选型时应根据实际情况综合考虑各种因素，如介质特性、工作条件等。
2.2 优化管道布局管道布局对球阀当量长度也有影响。
为了降低压力损失，应尽可能减少弯头、管嘴等局部装置的数量，并保证管道直径尽可能一致。
2.3 控制流速流速是影响球阀当量长度的重要因素之一。
在实际应用中，可以通过控制流量或调整管道直径来控制流速，以降低球阀当量长度。
2.4 优化介质性质介质的密度、粘度等性质也会影响球阀当量长度。
在实际应用中，可以通过选择合适的介质或调整介质温度等方式来优化介质性质，以降低球阀当量长度。
铜管当量长度-概述说明以及解释
铜管当量长度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以如下编写：引言部分的目的是为了介绍读者将要阅读的文章的主题以及给予读者必要的背景知识。
本文将讨论铜管当量长度这个概念及其计算方法，并探讨其在工程和科学领域中的重要性与应用。
铜管当量长度是指在热传导中，与一根标准长度的铜管等效的长度，用来表示不同材料导热性能的相对差异。
由于不同材料的导热性能不同，使用铜管当量长度可以比较不同材料的导热性能。
本文将首先介绍铜管当量长度的定义，包括其在热传导中的意义和作用。
其次，我们将详细讨论铜管当量长度的计算方法，包括基本的计算公式和相关参数的确定方法。
通过了解铜管当量长度的计算方法，读者将能够更好地应用这个概念于实际工程和科学研究中。
在结论部分，我们将强调铜管当量长度的重要性，并举例说明其在实际工程中的应用。
铜管当量长度不仅能帮助工程师和科学家选择合适的材料，还可以指导热传导过程的设计和优化。
通过理解铜管当量长度的应用，读者将能够为自己的工程和科学研究提供更准确和有效的方法和指导。
综上所述，本文将系统地介绍铜管当量长度的概念、计算方法和应用，旨在帮助读者更好地理解和应用这个概念，以提高工程和科学研究的效果和质量。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述铜管当量长度的定义、计算方法，以及其在工程应用中的重要性。
引言：首先介绍铜管当量长度的概念和背景，强调其在铜管工程中的重要性和应用价值。
正文：2.1 铜管当量长度的定义：解释铜管当量长度的含义和定义，包括其与实际物理长度的区别，以及为什么需要引入当量长度的概念。
2.2 铜管当量长度的计算方法：介绍计算铜管当量长度的方法和公式，阐述不同参数对当量长度的影响，并提供实际示例进行说明。
结论：3.1 铜管当量长度的重要性：总结铜管当量长度在铜管工程中的重要性，包括能够更准确、更有效地评估铜管的性能和使用寿命。
3.2 铜管当量长度的应用：探讨铜管当量长度的应用领域和实际工程案例，展示其在设计、安装和维护过程中的实际作用和意义。
供热工程第四章室内热水供暖系统的水力计算
第三节 机械循环单管热水供暖系统 管路的水力计算方法循环室内热水供暖系统入口处 的循环作用压力已经确定，可根据入口 处的作用压力求出各循环环路的平均比 摩阻，进而确定各管段的管径。
2、如果系统入口处作用压力较高时，必然 要求环路的总压力损失也较高，这会使 系统的比摩阻、流速相应提高。
二、当量局部阻力法和当量长度法
在实际工程设计中，为了简化计算，也 有采用所谓“当量局部阻力法”或“当量长 度法”进行管路的水力计算。
当量局部阻力法(动压头法) 当量局部阻 力法的基本原理是将管段的沿程损失转变为 局部损失来计算。
当量长度法 当量长度法的基本原理是 将管段的局部损失折合为管段的沿程损失来 计算。
不等温降法在计算垂直单管系统时，
将各立管温降采用不同的数值。它是在 选定管径后，根据压力损失平衡的要求， 计算各立管流量，再根据流量计算立管 的实际温降，最后确定散热器的面积。 不等温降法有可能在设计上解决系统的 水平失调问题，但设计过程比较复杂。
第二节 重力循环双管系统管路 水力计算方法和例题
3．确定最不利环路各管段的管径d。
(1)求单位长度平均比摩阻
(2)根据各管段的热负荷，求出各管段的流量
(3)根据G、Rpj，查附录表4—1，选择最接近Rpj 的管径。选用的Rpj越大，需要的管径越小，会降
低系统的基建投资和热损失，但系统循环水泵的投 资和运行电耗会随之增加。所以需要确定一个经济 比摩阻，使得在规定的计算年限内总费用为最小。 机械循环热水供暖系统推荐选用的经济平均比摩阻 一般为60～120Pa/m。
(3)求通过底层与第二层并联环路的压降不平衡率。
10．确定通过立管I第三层散热器环路上各管段 的管径，计算方法与前相同。计算结果如下：
管路当量长度的估算方法
管路当量长度的估算方法说实话管路当量长度的估算这事儿，我一开始也是瞎摸索。
我试过好多方法，走了不少弯路呢，今天就跟你好好唠唠。
我最早就是凭借感觉去估算，那肯定是不行的。
后来我就知道要考虑各个管件的局部阻力了。
你就想象这管路啊，就像一个复杂的交通路线，管件就像是一个个十字路口或者转盘之类的。
每经过一个管件，就像车在十字路口转弯或者过转盘一样，就会损失能量，这个能量损失换算过来就相当于增加了管路的长度，这其实就是管件的局部阻力对当量长度的影响。
我还专门研究各种管件，像弯头、三通这些。
就拿弯头来说，不同角度的弯头对当量长度的影响可不一样。
我一开始以为90度弯头和45度弯头的差异就是简单的倍数关系，后来发现不是这么回事。
这就像两条不同弯度的赛道，车手在上面开车受到的阻力可不能简单地按比例计算。
再比如说三通，那种分支的三通在计算当量长度的时候，气流或者液体流动的方向不同，对当量长度的影响也差别很大。
我在这里就吃过亏，最初按照书本上一个固定的数值去算，实际结果差得老远。
后来我才知道得根据实际的工况，是流体主要往哪个方向流，流入还是流出，这些因素都要考虑进去。
有些书上会有一些管件当量长度的参考表，但那些也不是完全准确。
像我们遇到的一些特殊管件或者非标准管件的时候，就不能完全依赖那个表格了。
这个时候我就像个侦探一样，去分析这个管件的形状结构，和那些标准管件相比，哪里相似，哪里不同。
然后根据经验和一些基本原理去调整估算数值。
有一次啊，我们有个管路的管件，有点特别，我就把它拆分成几个接近的标准管件形状来思考，然后估算出了当量长度，结果还挺靠谱的。
我觉得这估算管路当量长度，最重要的就是不能太死板。
像那些能够实际测量的，就尽量测量一些关键参数，还有就是多做假设的对比，假设不同的情况看看结果会怎样，这样有助于找到更接近实际的值。
以后要是还有新发现，我再来和你分享。
我现在还不敢说我全懂了，但这些摸索的经验，多少能给你点启发吧。
管路上的局部阻力(附常用管件和阀件底局部阻力系数ζ值)
管件或阀门的当量长度数值都是由实验确定的。在湍流情况下某些管件与阀门的当量长度可从图1-28的共线图查得。先于图左侧的垂直线上找出与所求管件或阀门相应的点，又在图右侧的标尺上定出与管内径相当的一点，两点联一直线与图中间的标尺相交，交点在标尺上的读数就是所求的当量长度。
有时用管道直径的倍数来表示局部阻力的当量长度，如对直径为9.5到63.5mm的90度弯头，le/d的值约为30，由此对一定直径的弯头，即可求出其相应的当量长度。le/d值由实验测出，各管件的le/d值可以从化工手册查到
(三)管件与阀门
管路上的配件如弯头、三通、活接头等总称为管件。不同管件或阀门的局部阻力系数可从有关手册中查得。
二、当量长度法
流体流经管件，阀门等局部地区所引起的能量损失可仿照式1-41及1-4la而写成如下形式：
（1-60）
式中le称为管件或阀门的当量长度，其单位为m，麦示流体流过某一管件或阀门的局部阻力，相当于流过一段与其具有相同直径，长度为le之直管阻力。实际上是为了便于管路计算，把局部阻力折算成一定长度宜管的阻力。
管路上的局部阻力
流体在管路的进口、出口、弯头、阀门、扩大、缩小等局部位置流过时，其流速大小和方向都发生了变化且流体受到干扰或冲击，使涡流现象加剧而消耗能量。由实验测知，流体即使在直管中为滞流流动，但流过管件或阀门时也容易变为湍流。在湍流情况下，为克服局部阻力所引起的能量损失有两种计算方法。
管道当量长度的计算方法
管道当量长度的计算方法标题：管道当量长度的计算方法：深入探讨多个方面引言：管道当量长度是在液体输送过程中评估流体动力学特性的重要参数。
准确计算管道当量长度对于设计、操作和优化流体输送系统至关重要。
本文将深入探讨管道当量长度的计算方法，通过从简到繁、由浅入深的方式，帮助读者更好地理解这一概念。
1. 管道当量长度的定义和意义1.1 定义：管道当量长度是指用于描述管道内摩擦阻力对流速变化的影响程度的长度。
1.2 意义：正确计算管道当量长度可以帮助工程师评估流体在管道中的速度分布和压力降，从而确定合适的流体输送方案。
2. 液体输送中的主要压力损失源2.1 摩擦阻力：液体在管道内流动时，会与管道壁面发生摩擦，导致能量损失。
2.2 弯头和弯管：液体在弯头和弯管处会发生流速变化和压力降，增加管道当量长度。
2.3 阀门和节流装置：阀门和节流装置引起的压力变化会增加管道当量长度。
3. 管道当量长度的计算方法3.1 Darcy-Weisbach公式：基于经验公式和实验数据，该方法是最常用的计算管道当量长度的方法。
3.2 Hazen-Williams公式：适用于流速较低、粘度较高的情况。
3.3 其他方法：还可以使用流体力学模拟软件或进行实验方法来计算管道当量长度。
4. 管道当量长度与流速的关系4.1 流速对管道当量长度的影响：流速增加会导致管道当量长度的增加。
4.2 黏度对管道当量长度的影响：黏度的增加会使管道当量长度增加。
4.3 管道截面积对管道当量长度的影响：截面积的减小会导致管道当量长度的增加。
5. 管道当量长度的优化方法5.1 优化管道尺寸：通过选择合适的管道材料、直径和长度，可以减小管道当量长度。
5.2 优化流体性质：调整流体的黏度和密度，可以降低管道当量长度。
5.3 优化流速：选择合适的流速范围，使管道当量长度达到最小值。
结论：管道当量长度是评估液体输送系统流体动力学特性的重要参数。
本文通过深入探讨多个方面，从定义和意义、压力损失源、计算方法、与流速的关系，到优化方法等方面对管道当量长度进行了全面的分析。
球阀当量长度
球阀当量长度1. 球阀的定义及作用球阀是一种常用的阀门，由于其结构简单、密封可靠、开启和关闭轻便等优点，广泛应用于工业管道系统中。
球阀的主要作用是控制流体的流量，通过旋转球体的开启和关闭来实现管道的开关控制。
2. 球阀结构与工作原理球阀一般由阀体、阀盖、阀杆、活塞、阀球等组成。
阀体内部有一个中空的球体，球体上有一个孔，当孔与管道对齐时，流体可以通过，阀门开启；当孔与管道垂直时，流体无法通过，阀门关闭。
球阀的工作原理是通过旋转球体实现开闭状态。
当阀杆转动时，通过活塞的作用，使球体发生旋转，从而实现阀门的开启和关闭。
3. 球阀当量长度的定义与意义球阀当量长度是指球阀内部流体通过球阀过程中所遇到的阻力的长度，也可以理解为球阀的阻力大小。
球阀当量长度的大小对球阀的工作效率和流量控制有很大影响。
较大的当量长度会导致流体通过球阀时的能量损失增加，影响球阀的工作性能。
4. 影响球阀当量长度的因素4.1. 阀门结构球阀的结构决定了当量长度的大小。
一般来说，当球阀的阀体长度增加时，当量长度也会增加。
此外，球阀的孔径大小以及球体的形状等也会影响当量长度的大小。
4.2. 流体性质流体的特性也会对球阀的当量长度产生影响。
例如，高粘度的流体在通过球阀时会产生较大的阻力，导致当量长度增加。
4.3. 流速流体的流速也是影响当量长度的重要因素。
当流速较大时，流体通过球阀时的阻力会增加，从而增加当量长度。
4.4. 安装方式球阀的安装方式也会对当量长度产生影响。
例如，球阀的进口和出口采用不同直径的管道连接时，会增加当量长度。
5. 如何降低球阀的当量长度为了提高球阀的工作效率和流量控制能力，降低当量长度是非常重要的。
以下是几种常见的方法：5.1. 采用更小的阀体长度通过采用更小的阀体长度可以降低当量长度，减少流体通过球阀时的阻力损失。
5.2. 优化球体形状合理优化球体的形状可以减小球阀通过流体时的阻力，降低当量长度。
5.3. 选择合适的孔径和材料合理选择球阀的孔径和材料是降低当量长度的重要因素。
5流体流动中的阻力损失解析
纲为一的数组成的函数式，
即：
f (1 , 2 , , i ) 0
②如果待分析的物理现象的未知函数由n个物理量构成，其中采用m个基本因
次（如M、L、Θ等），则描述这个物理现象所需的相互独立的量纲为一的数Л的
数目为（n – m）个，即有：
(1 , 2 , , nm 0 ) 这就是л定理。它可以检验所组成的量纲为一数的关系式的正确性。
这种问题在工程技术中常会遇到，解决的办法是通过实验建立经验关联式。由于 湍流过程影响因素较多，如何安排实验？怎样把实验结果整理成便于应用的经验 关联式？这里有一个实验规划问题。化工中常采用因次分析法解决这个问题
1. 因次分析方法 （1）因次一致性原则 任何一个根据基本物理定律推演出的物理方程式，其中各项的因次必然相同 ；对上述方程式中的各项除以其中任一项，可以得到一个用量纲为一的数表示的 关系式。这就是因次一致性原则的基本内容。从因次一致性原则出发，分析在一 已知影响因素的未知函数中，各物理量所应具有的组合形式，以建立量纲为一的 准数关联式的方法叫做因次分析法。
pf
d
l
u
ρ
s2) m
m
m/s
kg/m3 kg/(m·s) m
因次
ML-1Θ-2
L
L
L Θ -1
ML-3
ML-1 Θ -1
L
对于M： e f 1
对于Θ： c f 2
对于L： a b c 3e f g 1
a b f g c2 f e 1 f
式 pf Kd albuc e f g 需作实验 56 = 15625次。而按准数关联式
则只需作 53 = 125 次即可。这样大大缩短了实验所需的时间，同时，使 实验结果便于整理及应用。 ③实验数据处理与待定常数确定 准数关系式中的常数 K、b、f 和 g 需通过实验确定。为便于数据处理，可以把该 式两边取对数得：
流体输送技术(2)
石化系
取钢管的管壁绝对粗糙度ε=0.2mm，则
0.2 0.004 d 53
据Re与ε/d值，可以从图5-4上查出摩擦系数λ=0.031
l u2 100 12 hf 0.031 29.2 J / kg d 2 0.053 2
29.2 Hf 2.98m H2 O g 9.807 hf
石化系
五、流体在圆管内的速度分布
速度分布：由于流体具有粘度，使管壁
处速度为零，离开管壁以后速度渐增，到中
心处速度最大，此种变化关系称速度分布。
石化系
1、流体在圆管内的速度分布
u≈0.5umax
u ≈0.8umax
石化系
2、湍流流体中的层流内层
• • • • 层流内层或滞流底层 缓冲层或过渡层 湍流主体 层流内层的厚度随Re的增大而减薄
石化系
（二）、 设备示意
石化系
（三）、训练要领
• 1、实训准备（包括检查水源、电源是否正常供给， 检查泵、压差计、流量计和阀门等是否正常等） • 2、实训操作（将管路中水的流量从大到小变化， 分别测量记录不同流量下流体流经细铜管、塑料 管、螺纹管时两端压差计值。分析流速、管壁粗 糙度对流体阻力的影响；测量记录流体流经弯头、 阀门、流量计时压差计值。分析流体阻力产生的 原因。）
石化系
非圆形管道的摩擦系数
• 当量直径de=
4流通截面积 润湿周边长
• 对于非圆形管道用当量直径代替直径计算， 湍流时的计算与圆管相同，层流时=C/Re。 C值的不同情况见教材。
d
b a D
石化系
（二）局部阻力
流体在管路的进口、出口、弯 头、阀门、扩大、缩小等局部位置 流过时的阻力称为局部阻力。
局部阻力计算公式
局部阻力计算公式
局部阻力计算公式：动压=局部阻力系数*ρ*V*V*1/2。
局部阻力有阻力系数法和当量长度法两种计算方法。
当量长度法的基本原理是指将管段的局部损失转变为沿程损失来计算。
扩展资料
什么是局部阻力
局部阻力是流体通过管路中的管件、阀门时,由于变径、变向等局部障碍，导致边界层分离产生漩涡而造成的能量损失。
流体在管路中流动的阻力分为直管阻力和局部阻力。
矿井通风局部阻力：在风流流动过程中，由于边壁条件的变化，使均匀流动在局部地区受到阻碍物的影响而破坏，从而引起风流的流速大小和方向，或分布的变化或产生涡流等，造成风流的`能量损失。
流体的局部阻力：流体的边界在局部地区发生急剧变化时，迫使主流脱离边壁而形成漩涡，流体质点间产生剧烈的碰撞，所形成的阻力称为局部阻力。
局部阻力系数
局部阻力系数是流体流经设备及管道附件所产生的局部阻力与相应动压的比值，其值为无量纲数。
动压=局部阻力系数*ρ*V*V*1/2
功能：用于计算流体受局部阻力作用时的能量损失。
第7-8讲水力计算
异程式系统不等温降法
1、假设最远立管温降，求流量，选用R值， 确定管径和各管段的压力损失。 2、选定相邻立管的管径；按并联环路阻力相 等确定资用压力；当量阻力系数法求流量和 温降。 3、计算其它环路。各环路阻力损失应相等， 若不等，则重新分配流量。根据水力计算结 果计算各环路的阻力数，按阻力数分配由总 负荷计算出的总流量，重新分配的流量与计 算流量比来调整各立管温降。
第7-8讲 水力计算
水力计算的基本方法 当量阻力法和当量长度法。 当量阻力法是将沿管道长度的摩擦损失 折合成与之相当的局部阻力系数的计算 方法。 当量长度法是将管段的局部阻力损失折 算成一定长度的摩擦损失的计算方法。 Nhomakorabea
热水采暖系统的水力计算 方法：等温降法、不等温降法、等压降法。 1、等温降法：预先规定每根立管（或散热器） 的水温降，系统中各立管（或各散热器）的 供、回水温度取相同的数值，在这个前提下 计算流量。更适用于同程式系统。 2、变温降法：在各立管温降不相等的前提下 进行计算。最适用于异程式垂直单管系统， 避免水平失调。 3、等压降法：各立管压降相等作为假设前提 进行水力计算。适用于同程式垂直单管系统。
异程式系统等温降法水力计算
1、确定最远立管为最不利环路，比摩阻取60～ 120Pa/m；查水力计算表确定管径、实际比摩阻、 流速，求沿程阻力；查局部阻力系数，求局部阻力； 计算最不利环路总阻力。验算入口富裕压力大于10％。 2、根据并联环路压力平衡原理求其它立管的资用压 力和平均比摩阻；方法同前求出立管的压力损失；求 立管的不平衡率，要求小于15％。
流体流动第八讲局部阻力及总能量损失的计算
第八讲 局部阻力及总能量损失的计算【学习要求】1．知道局部阻力是流体流经管路中的管件、阀门及截面的突然扩大或突然缩小等局部地方所引起的阻力。
2．了解局部阻力系数 的求法，掌握阻力系数法求算局部阻力。
3．理解当量长度的概念，会查阅湍流情况下某些管件与阀门的当量长度，掌握用当量长度法求算局部阻力。
4．记住总能量损失的计算公式，会比较熟练地进行总能量损失的计算。
【预习内容】1．流体在管路中流动的阻力分为 和 两种。
2．用于计算直管阻力的范宁公式为 或 。
3．计算直管阻力时关键是要找出摩擦因数λ。
摩擦因数λ的大小与 和 有关。
4．滞流时摩擦因数λ只与 有关，而与 无关。
5．在完全湍流区，摩擦因数λ只与 有关，而与 无关。
6．在计算非圆形管道的Re 、h f 时，式中的d 应换以 。
求算λ时ε／d 中的d 也应换成 ，但式中的流速u 是指真实速度，应采用实际流通面积计算，而不能采用 去计算。
【学习内容】一、阻力系数法1．阻力系数法的计算公式h f ′= ζ u 22或 Δp f ′= ζρu 222．阻力系数的求法（1）突然扩大与突然缩小计算突然扩大与突然缩小的局部阻力时，流速应以 中的流速为准。
（2）进口与出口ζ进 = ；ζ出 = 。
（3）管件与阀门管件与阀门的局部阻力系数可通过查表求得二、当量长度法1． 称为当量长度。
2．用当量长度法的计算公式为h f ′= λl e d u 22或 Δp f ′= λl e d ρu 22三、管路总能量损失的计算1．管路的总阻力为 与 之和。
2．由于局部阻力有两种计算方法，所以总阻力也有两种计算方法，其计算公式分别为：Σh f =λ l+Σl e d u 22Σh f =（λl d + Σζ）u 22【典型例题】例1 相对密度为1.1的某水溶液，由贮槽经20m 长的直管流入另一个大贮槽。
管路为 φ114×4m m 钢管。
其上有2个90°标准弯头和1个全开闸阀。
化工原理 当量长度
化工原理当量长度化工原理之当量长度当量长度是化学反应中一个重要的概念，它描述了化学反应中物质的摩尔量之间的比例关系。
在化学反应中，当量长度的概念可以帮助我们计算出反应物和生成物之间的化学计量关系，从而确定反应的理论产量和过量反应物的存在。
当量长度的计算方法基于化学方程式中的化学计量关系。
化学方程式中的化学计量关系可以通过平衡反应方程式来确定，其中反应物和生成物的化学计量系数表示了它们之间的摩尔比例关系。
在反应方程式中，摩尔系数前的数字表示了化学计量系数，它们决定了反应物和生成物之间的摩尔比例关系。
例如，对于化学方程式2H2 + O2 → 2H2O，化学计量系数2表示了氢气和氧气之间的摩尔比例为2:1。
这意味着在这个反应中，每两个氢气分子会和一个氧气分子反应生成两个水分子。
当量长度的概念可以帮助我们计算出反应物和生成物之间的化学计量关系。
当量长度可以通过化学计量系数的比较来确定。
例如，在上述反应中，氢气和氧气的当量长度分别为2和1。
这意味着在反应中，每一个氧气分子的摩尔量需要和两个氢气分子的摩尔量反应。
当反应物的摩尔量与其化学计量系数之间存在不同的比例关系时，我们可以使用当量长度来计算化学反应的理论产量。
当量长度的计算方法如下：首先，确定反应物和生成物的化学计量系数。
然后，将所需反应物的摩尔量与其化学计量系数相乘，得到所需反应物的当量长度。
最后，比较所需反应物的当量长度，确定反应物的限制性。
当量长度的概念在化学工程中具有重要的应用价值。
在实际化学反应过程中，反应物的摩尔量可能与化学计量系数不同，这会导致生成物的产量低于理论值。
通过计算当量长度，可以确定反应物的限制性，并根据限制性反应物的摩尔量来优化反应条件，以提高生成物的产量。
除了在化学反应中的应用，当量长度的概念还在其他化工过程中起着重要作用。
例如，在化学分离过程中，当量长度可以帮助我们确定不同组分之间的摩尔比例，从而优化分离过程的条件。
在化学反应工程中，当量长度可以帮助我们确定反应物的投加量，以达到理想的摩尔比例。
管路上的局部阻力(附常用管件和阀件底局部阻力系数ζ值)
流体在管路的进口、出口、弯头、阀门、扩大、缩小等局部位置流过时，其流速大小和方向都发生了变化且流体受到干扰或冲击，使涡流现象加剧而消耗能量。由实验测知，流体即使在直管中为滞流流动，但流过管件或阀门时也容易变为湍流。在湍流情况下，为克服局部阻力所引起的能量损失有两种计算方法。
一、阻力系数法
0.14
0.15
0.16
0.17
突然扩大
A1/A2
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
ζ
1
0.81
0.64
0.49
0.36
0.25
0.16
0.09
0.04
0.01
1
突然缩小
A1/A2
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
ζ
0.5
0.470.450.Fra bibliotek80.34
流体从管于直接排放到管外空间时，管出口内侧截面上的压强可取为管外空间相同。应指出，若出口截面处在管出口的内侧，表示流体未离开管路，截面上仍具有动能，出口损失不应计入系统的总能量损失Σhf内，即ζe=0；若截面处在管子出口的外侧，表示流体已离开管路，截面上的动能为零，但出口损失应计入系统的总能量损失内，此时ζe=1。
管件或阀门的当量长度数值都是由实验确定的。在湍流情况下某些管件与阀门的当量长度可从图1-28的共线图查得。先于图左侧的垂直线上找出与所求管件或阀门相应的点，又在图右侧的标尺上定出与管内径相当的一点，两点联一直线与图中间的标尺相交，交点在标尺上的读数就是所求的当量长度。
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器等)时，由于流动方向或速度的改变，产生局
部旋涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程
损失，后者称为局部损失。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用
供 下式表示：
热
ΔP＝ΔPy+ΔPi＝Rl+ΔPi
Pa
工
程
式中 ΔP——计算管段的压力损失，Pa；
ΔPy——计算管段的沿程损失，Pa；
R 0.625 10 8 G 2 d5
第十三讲 水暖系统水力计算原理
在给定某一水温和流动状态下，上式 的 和 值是已知值，管路水力计算基本公式可以
供 表示为 R f d,G 的函数式。只要已知R、G、d 热 中任意两数，就可确定第三个数值。
工
附录5-1给出室内热水供暖系统的管路水
第十三讲 水暖系统水力计算原理一、水力计算基本 Nhomakorabea式供
设计热水供暖系统，为了使系统中各管段
的水流量符合设计要求，以保证流进各散热器
热 的水流量符合要求，就要进行管路的水力计算。
工
当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其
与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流
程 过管道的一些附件(如阀门、弯头、三通、散热
2
Rl d
d ld
2
2
第十三讲 水暖系统水力计算原理
水力计算基本公式，可表示为：
供
P Rl Pj R(l ld ) Rl zh
热
工
式中 lzh——管段的折算长度，m。
程
当量长度法一般多用在室外热力网路的水
第十三讲 水暖系统水力计算原理
3、总压损失
总损失为各管段沿程损失和局部损失之
供 和，即
热
工
p
py pj
Rl
2
2
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
二、当量局部阻力法和当量长度法
供
在实际工程设计中，为了简化计算，也
热
有采用所谓“当量局部阻力法”或“当量长 度法”进行管路的水力计算。
ΔPi——计算管段的局部损失，Pa；
R——每米管长的沿程损失，Pa ／m；
l——管段长度，m。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
1、沿程损失
供
在管路的水力计算中，通常把管路中水流量 和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。
热
任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串
工 联或并联的计算管段组成的。
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
摩擦阻力系数值是用实验的方法确定的。
供
层流流动（Re）
热 工
当Re＜2320时，流动为层流状态。 64
Re
程
紊流过渡区流动(Re, )
过渡区的摩擦阻力系数值，可用洛巴耶夫公
式来计算，即
1.42
lgRe
d
2
K
第十三讲 水暖系统水力计算原理
过渡区的范围，大致可用下式确定：
2
zh
2
2
第十三讲 水暖系统水力计算原理
若已知管段的水流量G时，该管段的总压
力损失可改写为：
供
热 p zh
2
2
9002
1 2d
4
•
2
zhG 2
A zhG 2
工
程 附录5-4列出当水的平均温度为60℃，相应水的密
度 983.248kg / m时3 ，各种不同管径的A值和 / d 值 （摩擦阻力系数取一平均值计算）。
工
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
1、当量局部阻力法
当量局部阻力法的基本原理是将管段的沿程
供 损失转变为局部损失来计算。
热 设管段的沿程损失相当于某一局部损失Pj，则
工 程
Pj
d
2
2
d
l
2
2
计算管段的总压可写为：
p
py
pj
d
2
2
2
2
d
2
K=0.5mm
第十三讲 水暖系统水力计算原理
根据过渡区范围的判别式和推荐使用的 当量绝对粗糙度K值 ,列出下表：
供 热 工 程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
室内热水供暖系统的水流量G，通常以kg／h 表示。热媒流速与流量的关系式为：
供 热
G G
d 2
3600
900d 2
工
4
程 将上式代入达西公式可得到更方便的计算公式：
附录5-5给出按式 p A zhG 2 编制的水力计算表。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
在工程设计中，对常用的垂直单管顺流式
系统，由于整根立管与干管、支管以及支管与
供 散热器的连接方式，在施工规范中都规定了标
热 准的连接图式；
工
因此，为了简化立管的水力计算，也可 以将由许多管段组成的立管视为一根管段，根
Re1=11或 ＝11m/s
供
Re2 =445或=445m/s
热
工
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
粗糙管区（阻力平方区）( )
供 热 工
粗糙管区的摩擦阻力系数值，可用尼古拉兹公
式计算:
1 1.14 2lg
d
2
K
程
对于管径等于或大于40mm的管子，用希弗林 松推荐的、更为简单的计算公式也可得出很接
程 据不同情况，给出整根立管的值。其编制方法
和数值可见附录5-6和附录5-7。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
2、当量长度法
当量长度法的基本原理是将管段的局部损失
供 折合为管段的沿程损失来计算。
热 如某一管段的总局部阻力系数为 ，设它的压 工 力损失相当于流经管段ld米长度的沿程损失，则
程
2
程 力计算表。
第十三讲 水暖系统水力计算原理
2、局部损失
管段的局部损失，可按下式计算：
供 热
Pj
2
2
工 水流过热水供暖系统管路的附件的局部阻力系
数值 ，可查附录5-2。
程
附录5-3给出热水供暖系统局部阻力系数 1
时的局部损失值。即
Pd
2
2
，表示
1时的
局部压力损失，又叫动压头。
近的数值：
0.11
K
0.25
d
第十三讲 水暖系统水力计算原理
管壁的当量绝对粗糙度K值与管子的使用情
供 况（流体对管壁腐蚀和沉积水垢等状况）和管 热 子的使用时间等因素有关。
工
对于热水供暖系统，根据运行实践积累的资
程
料，推荐采用下列数值： 对室内热水供暖系统管路 K=0.2mm
对室外热水管网
每米管长的沿程损失(比摩阻)，可用
流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计
供 算。
热
2
R
工
d2
程
第十三讲 水暖系统水力计算原理
热媒在管内流动的摩擦阻力系数值取决于
管内热媒的流动状态和管壁的粗糙程度，即：
供
热
f Re,
工
Re d
K
程
v
d
第十三讲 水暖系统水力计算原理