局部阻力损失的计算1阻力系数法ξ24页PPT
局部阻力损失的计算方法
局部阻力损失的计算方法弯头的局部阻力损失计算方法：1.直线风阻系数法根据实验公式，可得到弯头的局部阻力系数，然后用风阻系数乘以管道中的动压即可得到弯头的局部阻力损失。
2.公式法根据实验数据，可以通过一系列的实验得到弯头的局部阻力损失公式，其中包括弯度角、弯头半径、流速等参数。
3.经验公式法根据实际工程经验，可以得到一些常用的弯头的局部阻力损失经验公式，通过对比实际工程和经验公式计算结果的准确性，可得到适用于实际工程的公式。
管嘴的局部阻力损失计算方法：1.静压法根据连续性方程和伯努利定律，可得到管嘴的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、喉部速度、出口速度等参数。
2.动量法根据动量平衡原理，可以推导出管嘴的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、出口速度等参数。
3.经验公式法通过实验得到一些常用的管嘴的局部阻力损失经验公式，可直接计算。
管套的局部阻力损失计算方法：1.静压法根据连续性方程和伯努利定律，可得到管套的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、喉部速度、出口速度等参数。
2.动量法根据动量平衡原理，可以推导出管套的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、出口速度等参数。
3.经验公式法通过实验得到一些常用的管套的局部阻力损失经验公式，可直接计算。
在计算局部阻力损失时，首先需要确定液体的流速、管道的直径等基本参数。
然后根据不同的计算方法，选择对应的公式或实验数据，计算得到局部阻力系数或经验公式，并将其与流体的动压相乘，得到局部阻力损失。
总之，计算局部阻力损失可以采用不同的方法，如实验法、公式法和经验公式法。
根据具体的工程情况和可用的数据，选择适合的方法进行计算，以得到准确的局部阻力损失值。
流体流动之摩擦阻力计算讲解PPT课件
Re du
0.0531 998.2 1.005 103
5.26104
4000
因此，可判断水在管中呈湍流。
注：无单位
8
摩擦阻力
二、流动类型与雷诺准数
重点强调
流体主体为湍流，但在管壁处会形成层流称之为“层流底层” u 0.5umax
且Re越大，层流底层越薄
9
章节小结
本章章节
第一节 流体静力学 第二节 流体在管内的流动 第三节 流体在管内流动时的摩擦阻力
gz1
u12 2
p1
We
gz2
u22 2
p2
h f
1
本章章节
第三节 流体在管内流动时的摩擦阻力
一、 牛顿粘性定律与流体的粘度 二、 流动类型与雷诺准数 三、 流体在圆管内流动时的阻力计算 四、 流体在非圆形直管内流动时的摩擦阻力
（1）le和ξ均由实验测定，可查有关手册和资料得到 （2）不管突然扩大还是缩小，u均取细管中的流速
（3）在应用柏努利方程时，当截面选在出口内侧时保留动能项，选在出口外侧时
保留能量损失（ξ=1）项
19
章节小结
三、流体在圆管内流动时的阻力计算
直管阻力
hf
l
d
u2 2
λ——摩擦阻力系数
局部阻力
三、流体在圆管内流动时的阻力计算
流动阻力包括：
直管阻力 (沿程阻力），由于内摩擦产生的阻力
局部阻力：流体流经管件、阀门、等局部地方因流速大小及方向的改 变而引起的阻力。
hf
hf
h/ f
11
摩擦阻力
三、流体在圆管内流动时的阻力计算
局部阻力损失的计算1阻力系数法ξ
局部阻力损失的计算1阻力系数法ξ阻力系数法的基本原理是通过实验获取不同局部结构的阻力系数，并根据局部结构的特征和流体的特性，将阻力系数法应用于局部阻力损失的计算。
一、阻力系数的定义阻力系数（或称为局部阻力系数）是指在单位长度的管道或局部结构上单位流体速度下，单位长度的局部阻力损失与流体的动力压力之比。
阻力系数通常用希腊字母ξ表示，其计算公式为ξ=(Δp/(ρgL))*(D/A)^2，其中Δp为局部阻力损失、ρ为流体密度、g为重力加速度、L为管道或局部结构的长度、D为管道或局部结构的直径、A为流通面积。
二、常见局部结构的阻力系数1.突变结构：当管道因突然变径或条件变化引起流速的突变时，一般会产生局部阻力损失。
突变结构的阻力系数一般按实验方法进行测定。
2. 弯头（Bend）：当管道发生曲线时，由于曲线半径较小，流体流速增大，从而产生局部阻力损失。
弯头的阻力系数一般根据实验数据和理论计算得到。
3. 阀门（Valve）：阀门的阻力系数是衡量阀门开启程度对流体流动的阻力影响大小的指标。
通常，阀门的阻力系数由制造商提供，也可以根据实验数据进行测定。
4. 突出物（Protrusion）：当管道中存在突出物时，如螺纹、法兰等，会引起局部阻力损失。
突出物的阻力系数一般根据实验数据进行测定。
5. 收缩孔（Contraction）：当管道中存在收缩孔时，由于截面变小，流体流速增大，从而产生局部阻力损失。
收缩孔的阻力系数一般根据实验数据和理论计算得到。
6. 扩张孔（Expansion）：当管道中存在扩张孔时，由于截面变大，流体流速减小，从而产生局部阻力损失。
扩张孔的阻力系数一般根据实验数据和理论计算得到。
三、阻力系数法的应用根据局部结构的特征和流体的特性，可以计算不同局部阻力损失的阻力系数，并将局部阻力损失转化为阻力系数的形式进行计算。
具体步骤如下：1.根据实验数据或理论计算，获取不同局部结构的阻力系数。
2.根据流体的流速、密度和管道或局部结构的特征，计算出局部结构的局部阻力损失。
局部水头损失计算课件
03 提高工程效益
准确计算局部水头损失，有助于优化管道设计、 降低能耗、提高工程效益。
局部水头损失定义
01 局部阻力
流体在管道中流动时，由于管道截面变化、弯头 、阀门等局部构件引起的阻力。
02 局部损失
流体克服局部阻力所消耗的能量，表现为水头降 低。
计算方法
根据突然扩大前后的管径、流速等参数，利用经验公式进行计算。
影响因素
管径比、流速比、流体性质等。
实例二：弯曲损失计算
弯曲损失的定义
01
流体在弯曲管道中流动时，由于离心力和摩擦力的作用，将产
生局部水头损失。
计算方法
02
根据管道的弯曲半径、流速、流体性质等参数，利用经验公式
进行计算。
影响因素
03
06
实验验证与结果分析
实验目的和原理介绍
实验目的
通过实验验证局部水头损失计算公式的准确性，加深对局部水头损失的理解。
实验原理
局部水头损失是由于流体在管道中流动时，遇到局部阻力（如弯头、阀门等） 而产生的能量损失。计算公式为：hj=ξ*(v^2/2g)，其中ξ为局部阻力系数，v为 流体速度，g为重力加速度。
管径渐变对局部水头损失影响较小
采用渐变管径设计，可以减小流体在管道中的流速变化和涡流损失，从而降低局部水头损失。
优化管道布局和设计参数
合理选择管道材料和内壁粗糙度
选择内壁光滑、粗糙度小的管道材料，可以减小流体在管道中的摩擦阻力，降低局部水头损失。
优化管道布局和减少弯头、阀门等局部阻力件
合理设计管道布局，减少弯头、阀门等局部阻力件的使用，可以降低流体在管道中的涡流损失和能量损失，从而 减小局部水头损失。
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。
局部损失计算
解：H1-H2=hw,
hw = Σhf + Σhm =λ1(l1/d1)(v12/2g)+ λ2(l2/d2)(v22/2g) + ζ进口 v12/2g + ζ突大 v12/2g + ζ
2/2g ； v 出口 2 由连续性方程：v2=v1(ω1/ω2)=v1(d1/d2)2; 注意： ζ突大= (1-ω1/ω2)2 = (1-d12/d22)2 ; ζ进口=0.5(直角进口); ζ出口 =1.0 hw =7.69 v12/2g =>v1=sqrt(2g hw /7.69)=2.77m/s; Q= ω1v1=(3.14/4)*0.152*2.77=0.049m3/s 解毕
( p1 p 2 ) A2 qV (V2 V1 )
p1 p 2 V2 (V2 V1 )
列出截面1—1和2—2的伯努利方程
p1 V12 p 2 V 22 hj g 2 g g 2 g
1 1 hj ( p1 p 2 ) (V12 V 22 ) g 2g
截面1—1和2—2间管壁对流体的切向力（即总摩擦力）忽 略不计，则根据动量方程有
p1 A1 p 2 A2 p( A2 A1 ) qV (V2 V1 )
p1 A1 p 2 A2 p( A2 A1 ) qV (V2 V1 )
作用于扩大管凸肩圆 环面上的总压力 由于圆环面上的径向加速度非常小，实验证明圆环面上的压 强可按静压强规律分布，即p≈p1，于是上式可写为
hj
1 1 ( p1 p 2 ) (V12 V 22 ) g 2g
p1 p 2 V2 (V2 V1 )
2 ( V V ) 1 1 2 h j V 2 (V 2 V1 ) (V1 V 22 ) 1 2 g 2g 2g
局部阻力损失
五、局部阻力损失两种近似计算阻力损失得方法。
（一） 阻力系数法：22'u h f ξ= （1-98）或22'u P f ρξ=∆ （1-99）其中：u —小管线速； ξ—局部阻力系数。
1. 突然扩大与突然缩小（a ）（b ）21A A 或12A A大截面小截面2. 进口与出口进口：流体自容器进入管内 5.0,0/12=≈ξA A （b ） 出口：流体自管道进入容器 0.1,0/21=≈ξA A （a ） 3. 管件与阀门： 查表得到 P 59例1-17. 已知水输送量为20m 3/h ，3/1000m kg =ρ，S P a ⋅⨯=-3101μ，吸入管A 为φ89×4mm 无缝钢管，总长l 1=10m ，其上有一个底阀和一个标准弯头，排出口B 为φ57×3mm 的无缝钢管，总长l 2=40m ，其上有一个3/4开的闸阀和两个标准弯头。
储罐和高位槽上方均通大气，液面恒定，两液面差为10m ，求泵的有效功率N e 。
ξf e h Pu gZ W P u gZ ∑+++=+++ρρ2222121122（书中的“Zu ”改为“2u”）Z 1=0,Z 2=10,P 1=P 2=P a ,0,021≈≈u u 上式简化为：f e h gZ W ∑+=2=98+f h ∑（1）吸入管A 的阻力损失A f h ,∑d A =89-4×2=81mm=0.081ms m d V u AA /08.1)081.0(785.03600/20785.022=⨯==431075.8101100008.1081.0⨯=⨯⨯⨯==-μρA A eA u d R （湍流） 管壁绝对粗糙度查表1-5 为0.2~0.3，取0.3mm0037.0813.0==Ad ε查图1-44查得029.0=A λ查表1-7底阀的局部阻力系数为1.5，进口的局部阻力系数为0.5； 由图1-47查得标准弯头的当量长度为3.4m （书中为2.2m ） 2)(2,',,A A e A Af A f A f u d l l hh h ξλ∑+∑+=+=∑kgJ /96.3208.1)5.05.1081.04.310029.0(2=⨯++++=（2）排出管B 的阻力损失B f h ,∑d B =57-3×2=51mm=0.051ms m u d d u A B A B /72.208.1)5181()(22=⨯== 531034.1101100078.2051.0⨯=⨯⨯⨯==-μρB B eB u d R （湍流） 0059.0513.0==Bd ε查图1-44查得032.0=B λ由图1-47查得3/4开闸阀的当量长度为2.6m （书中为2m ） 标准弯头的当量长度为2.2m （书中为1.5m ） 出口局部阻力系数为12)(2,',,B B e B Bf B f B f u d l l hh h ξλ∑+∑+=+=∑kgJ /8.112272.2)1051.02.226.240032.0(2=⨯+⨯+++=（3）整个管路总阻力损失f h ∑f h ∑=A f h ,∑+B f h ,∑=3.96+112.8=116.76 （J/kg ）则W e =98+116.76=214.76（J/kg ） 泵的有效功率为KW W V W W W N e e e 19.11.1193360010002076.214≈=⨯⨯=⋅=⋅=ρ（二） 当量长度法在管路计算中，当量长度法计算局部阻力损失更为广泛。
5.7 局部损失
式中，p 为涡流区环形面积
A2 A1 上的平均压强，
l
为1、2断面之间的距离。
2 2 p1 p2 v1 v2 hj z1 g z2 g 2g
p1 A1 p2 A2 p A2 A1 gA2l cos Qv2 v1
局部 能量 损失
二、局部损失的通用公式 2
hj
v
2g
三、局部阻力系数
1 管道截面突然扩大的局部损失
求局部水头损失关键在于局部阻力系数的确定。绝大部分局部阻力 系数都由实验确定，只有突扩管可用解析方法求得其局部阻力系数。
列1－1、2－2断面的伯努利方程
p v p v z1 1 1 1 z2 2 2 2 h j g 2 g g 2g
与壁面发生碰撞
流体从1-1截面 流动方向改变
2-2截面
流体与固体壁面→ 力的作用 碰撞→产生能量损失
§4.5 管中局部阻力计算
一、局部损失产生的原因
碰撞损失
转向损失
2-2截面上 壁面的阻力
主流折向中间方向流动
平行于 主流方向
具有垂直于管道轴心的速度分量 流体流动方向改变→ 径向方向速度出现、消失→产生能量损失
hw h f 1 h f 2 h f 3
5.8.2 并联管路 并联管路概念： 并联管路的流动特点：总流量等于各分路流量之和 ，各分路水头损失相等。即
Q Q1 Q2 Q3
h f 1 h f 2 h f 3 h f AB
注意：并联管路各分路的水头损失相等，但能量损 失不一定相等。
5 流体通过弯管的局部损失
过流面积不变 →流体质点离心力作用 →内侧压强沿程增大，外侧减小。 →流速外侧减小，内侧增大。
(完整版)管道内的局部阻力及损失计算
第四节管道内的局部阻力及损失计算在实际的管路系统中，不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失，而且也存在有各种各样的其它管件，如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等，当流体流过这些管道的局部区域时，流速大小和方向被迫急剧地发生改变，因而出现流体质点的撞击，产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。
此时由于粘性的作用，流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换，从而阻碍着流体的运动。
这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失，其阻力称为局部阻力。
因此一般的管路系统中，既有沿程损失，又有局部损失。
4.4.1 局部损失的产生的原因及计算、产生局部损失的原因产生局部损失的原因多种多样，而且十分复杂，因此很难概括全面。
这里结合几种常见的管道来说明（）（）图4.9 局部损失的原因对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。
进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到2 截面处流体充满了整个管截面。
在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。
另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。
局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。
图4.9 （）给出了弯曲管道的流动。
由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。
在管壁的外侧，压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。
综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。
当然在1-2 之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多在测量局部损失的实验中，实际上也包括了沿程损失。
局部阻力系数
局部阻力系数局部阻力系数(coefficient of local resistance)与流体方向和速度变化有关的系数具体指: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。
功能:用于计算流体受局部阻力作用时的能量损失。
公式:动压= 局部阻力系数*ρ*V*V*1/2hf=-Δp/ρ.局部阻力表示为动能u^2的倍数，hf'=ξu^2/2也可表示为管件的当量长度hf'=λlu^2/2d.λ可根据雷诺数Re求得，层流λ=64/Re,另外还有一些公式雷诺数在3000~1×10^5,λ=0.3164/Re^0.25.对于雷诺数在3000~3×10^6,λ=0.0056＋0.5/Re^0.32,还有其他的可以通过查表λ与Re ε/d可得。
通风压力克服通风阻力，两者因次相同，数值相等，方向相反。
知道通风阻力的大小就能确定所需通风压力的大小。
在矿井通风中，存在着摩擦阻力和局部阻力，必须分析研究它们的特性、测定方法以及降低措施等，从而作为选择通风设备，进行通风管理与设计的依据。
这在通风设计中尤其重要。
第一讲空气流动状态流体产生的阻力与流体流动过程中的状态有关。
流体流动时有两种状态;一种是流体呈层状流动，各层间流体互不混合，流体质点流动的轨迹为直线或有规则的平滑曲线，这一状态称为层流。
在流速很小、管径很小、或粘性较大的流体流动时会发生层流。
另一种是流体流动时，各部分流体强烈地互相混合，流体质点的流动轨迹是极不规则的。
除了有沿流体总方向的位移外，还有垂直于液流总方向的位移，流体内部存在着时而产生时而消灭的漩涡，这种状态称为紊流。
研究层流与紊流的主要意义在于两种流态有着不同的阻力定律。
试验证明，层流与紊流彼此间的转变关系决定于液体的密度ρ、绝对粘性系数μ，流体的平均速度V与管道水力直径d，这些因素的综合影响可以用雷诺数来表示为: 式中，ν--运动粘性系数，m VdVd 矿井巷道很少为圆形，对于非圆形通风巷道，以4S/U(水力直径)代替上式中的d，即: U--巷道周界长度，m。
局部阻力损失的计算1阻力系数法ξ
d a 89 2 4 81mm 0.081m
la 15m
管件、阀门的当量长度为： 底阀(按旋转式止回阀全开时计） 标准弯头 6.3m 2.7m
le , a 6.3 2.7 9m
进口阻力系数 ξc=0.5
ua
300 1000 60
苯的密度为880kg/m3，粘度为6.5×10-4Pa· s
p2 A2 p2
4
d2
4
d
2
平行作用于流体表面上的摩擦力为 ：F
P 1P 2 F 0 2 2 p1 d p2 d dl 0 4 4
S dl
p1 p2
4 4l p1 p2 d
d dl
2
l u2 hf d 2
第一章
第四节
流体流动
流体在管内的流动阻力
流体具有粘性，流动时存在内部摩擦力.——流动阻力产生的根源 固定的管壁或其他形状的固体壁面 ——流动阻力产生的条件 流体流经一定管径的直管时由 直管阻力 ： 管路中的阻力 于流体的内摩擦而产生的阻力
流体流经管路中的管件、阀门及 局部阻力：
h f h f hf
c) 管件与阀门
不同管件与阀门的局部阻力系数可从手册中查取。 2）当量长度法
le u 2 hf le为管件的当量长度。 d 2
管件与阀门的当量长度由试验测定，湍流时，可查共线图。
三、管路中的总能量损失
管路系统中总能量损失=直管阻力+局部祖力 对直径相同的管段：
2 l u l le u 2 h f ( ) d 2 d 2
u2 P gZ We h f 2
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。
液体局部阻力损失概述
解：取储罐液面为上游截面1-1，高位槽液面为下游截面2-2， 并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。
gZ1
u12 2
p1
We
gZ2
u22 2
p2
hf
式中：
Z1 0 Z2 10m p1 p2 0(表）
u1 u2 0
We 9.8110 hf 98.1 hf
4
d
2 A
150 / 3600 0.785 0.2052
1.26m / s
uB
u
A
(
d d
A B
)2
1.26 (0.205)2 0.180
1.63m /
s
Re A
d AuA
0.205 1.26 1000 1.0 103
2.58 105
Re B
d BuB
0.181.631000 1.0 103
解：若加大流量其他条件不变，则
u 31.28 3.84m/ s Re 31612.8 4838.4 4000
流型属于湍流。应根据 Re 值与 ε/d 查莫狄图，求得λ。
相对粗糙度 0.15 10 3 1.43 10 3
d 0.105
由图查得 0.042 故
hf
l
u2
d2
15 3.84 2
查得λ=0.029
hf
,a
(0.02915 9 0.081
0.5)
0.97224源自28J/kg2021/10/24
（2）排出管路上的能量损失 ∑hf,b
式中:
hf
,b
(b
lb
le ,b db
e)
ub2 2
db 57 23.5 50mm 0.05m
管路上局部阻力损失课件
根据产生原因，局部阻力损失可分为 摩擦阻力和撞击阻力两类。
产生原因
01
02
03
04
流道截面积变化
如管道直径缩小、分支、汇合 等。
流道方向改变
如弯头、三通、四通等。
流道内壁粗糙度
粗糙的管道内壁会增加流体与 管壁的摩擦阻力。
流体内部摩擦
流体的内部摩擦也会导致局部 阻力损失。
对流体流动的影响
降低流体输送效率
在空调系统中的应用
空调系统中的风管、水管等管道部件也会产生局部阻力，导 致能量损失。为了减小这种损失，需要合理地选择管材、管 径和设计管路布局。
通过对空调系统进行调试和优化，可以减小因局部阻力造成 的能量损失，提高空调系统的运行效率。
在其他领域的应用
01
除了供热和空调系统，管路局部 阻力损失在其他领域也有广泛应 用，如化工、制药、食品加工等 领域中的管道输送系统。
02
在这些领域中，合理地减小管路 局部阻力损失可以提高生产效率 、节约能源和减少环境污染。
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测量仪器
包括压力计、流量计、温 度计等，用于实时监测管 路中的压力、流量和温度 等参数。
数据采集系统
用于自动采集实验数据， 包括阻力损失、流速、流 量等。
实验方法
准备实验管路和测量 仪器，设置实验参数 。
对实验数据进行分析 ，计算局部阻力损失 。
进行实验，记录各项 参数的变化情况。
实验结果分析
分析不同因素对局部阻力损失的影响 ，如管路直径、长度、弯曲角度等。
管路上局部阻力损失课件
contents
目录
• 局部阻力损失概述 • 管路局部阻力损失的计算 • 减小局部阻力损失的方法 • 管路局部阻力损失的实验研究 • 管路局部阻力损失的实际应用
局部阻力的计算与管路计算共用
局部阻力的计算与管路计算共用一、局部阻力的计算局部阻力是流体在管道内流动过程中，由于管道构造、管道衔接、流动物体等原因造成的阻力。
常见的局部阻力有管口局部阻力、变径局部阻力、管弯局部阻力等。
1.管口局部阻力的计算管口局部阻力是指流体通过管道的过程中，由于管口的存在而产生的阻力。
计算管口局部阻力可以使用以下公式：Δp=K*(ρ*v^2)/2其中，Δp是管口局部阻力，K是管口阻力系数，ρ是流体密度，v 是流速。
根据实际情况，可以通过实验或经验法确定阻力系数K的值。
2.变径局部阻力的计算变径局部阻力是指管道内出现的截面变化（如管径变化）而引起的阻力。
计算变径局部阻力可以使用以下公式：Δp=ξ*(ρ*v^2)/2其中，Δp是变径局部阻力，ξ是阻力系数，ρ是流体密度，v是流速。
阻力系数ξ可以根据标准图表或实验数据确定。
3.管弯局部阻力的计算管弯局部阻力是指管道中弯曲部分的存在而引起的阻力。
计算管弯局部阻力可以使用以下公式：Δp=α*(ρ*v^2)/2其中，Δp是管弯局部阻力，α是阻力系数，ρ是流体密度，v是流速。
阻力系数α可以根据标准图表或实验数据确定。
二、管路计算管路计算是指对管道系统中的流体流动进行分析和计算，包括流量计算、压降计算和选择管道尺寸等方面。
1.流量计算流量计算是指确定管道中的流体流量。
根据连续性方程，可以使用以下公式计算流量：Q=A*v其中，Q表示流量，A表示流体通过截面的面积，v表示流速。
2.压降计算压降计算是指确定流体在管道中的压力损失。
可以使用以下公式计算：Δp=f*(L/D)*(ρ*v^2)/2其中，Δp表示压降，f表示摩擦阻力系数，L表示管道长度，D表示管道直径，ρ表示流体密度，v表示流速。
摩擦阻力系数f可以根据流体性质和管道壁面状况等确定。
3.选择管道尺寸根据流量计算和压降计算的结果，可以选择合适的管道尺寸。
一般来说，通过确定流量和压降，可以使用管道阻力图或经验公式来选择合适的管道尺寸。
阻力损失计算
第五节 阻力损失1-5-1 两种阻力损失直管阻力和局部阻力 化工管路主要由两部分组成：一种是直管, 另一种是弯头、三通、阀门等各种管件。
无论是直管或管件都对流动有一定的阻力, 消耗一定的机械能。
直管造成的机械能损失称为直管阻力损失(或称沿程阻力损失)；管件造成的机械能损失称为局部阻力损失。
对阻力损失作此划分是因为两种不同阻力损失起因于不同的外部条件，也为了工程计算及研究的方便, 但这并不意味着两者有质的不同。
此外, 应注意将直管阻力损失与固体表面间的摩擦损失相区别。
固体摩擦仅发生在接触的外表面, 而直管阻力损失发生在流体内部, 紧贴管壁的流体层与管壁之间并没有相对滑动。
图1-33 阻力损失阻力损失表现为流体势能的降低 图1-33表示流体在均匀直管中作定态流动, u 1=u 2。
截面1、2之间未加入机械能, h e =0。
由机械能衡算式(1-42)可知： ρρρ212211P P -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=g z p g z p h f (1-71) 由此可知, 对于通常的管路，无论是直管阻力或是局部阻力, 也不论是层流或湍流, 阻力损失均主要表现为流体势能的降低, 即ρ/P ∆。
该式同时表明, 只有水平管道, 才能以p ∆(即p 1-p 2)代替P ∆以表达阻力损失。
层流时直管阻力损失 流体在直管中作层流流动时, 因阻力损失造成的势能差可直接由式(1-68)求出： 232dlu μ=∆P (1-72) 此式称为泊稷叶(Poiseuille)方程。
层流阻力损失遂为： 232dlu h f ρμ=(1-73)1-5-2 湍流时直管阻力损失的实验研究方法层流时阻力损失的计算式是由理论推导得到的。
湍流时由于情况复杂得多，未能得出理论式，但可以通过实验研究, 获得经验的计算式。
这种实验研究方法是化工中常用的方法。
因此本节通过湍流时直管阻力损失的实验研究, 对此法作介绍。
实验研究的基本步骤如下：(1) 析因实验──寻找影响过程的主要因素对所研究的过程作初步的实验和经验的归纳, 尽可能地列出影响过程的主要因素对于湍流时直管阻力损失h f , 经分析和初步实验获知诸影响因素为：流体性质：密度ρ、粘度μ；流动的几何尺寸：管径d 、管长l 、管壁粗糙度ε (管内壁表面高低不平)；流动条件：流速u ；于是待求的关系式应为：),,,,,(ερμu l d f h f = (1-74)(2) 规划实验──减少实验工作量当一个过程受多个变量影响时, 通常用网络法通过实验以寻找自变量与过程结果的关系。
什么叫局部阻力损失 如何计算
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什么叫局部阻力损失？如何计算?
福建陶瓷资源网 2007-09-07 阅读：
流体流动时，如果通道发生局部的变形，例如，拐弯、管径增大或缩小、分支、合流、设有障碍物等等，都会使流体在此局部与通道壁产生冲击，流体各质点相互之闻也会产生冲击，这就必然要造成一部分能量损失，也就是说，必然要消耗一部分动能来克服这个局部所产生的阻力。
这部分损失的动能，我们就称之为局部阻力损失，或简称为局部阻力用符号h局表示。
局部阻力损失可按下式进行计算。
由上式可以知道，局部阻力损失与局部阻力系数、流体的动能成正比，即局部阻力系数愈大，流体动能愈大，局部阻力损失也愈大。
管路上的局部阻力损失
转子流量计
当被测流体自锥管下端流入流量 计时，由于流体的作用，浮子上 下端面产生一差压，该差压即为 浮子的上升力。当差压值大于浸 在流体中浮子的重量时，浮子开 始上升。随着浮子的上升．浮子 最大外径与锥管之间的环形面积 逐渐增大，流体的流速则相应下 降，作用在浮子上的上升力逐渐 减小，直至上升力等于浸在流体 中的浮子的重量时，浮子便稳定 在某一高度上。这时浮子在锥管 中的高度与所通过的流量有对应 的关系。
水以3.77×10-3m3/s的流量流经一扩大管道。细管直径d=40mm， 粗管直径D为80mm，倒U型管压差计中水位差R=170mm，求水 流经扩大管段的阻力损失。
ห้องสมุดไป่ตู้ 物料衡算与能量衡算
• 稳态过程：连续操作过程 • 非稳态过程：间歇操作过程
物料衡算
G 1
G0 GA
适合非稳态过程
G 1
G0
适合稳态过程
式中：
G 1
G0
GA
输入物料的总和 输出物料的总和 累积的物料量
本质表征：质量守恒
能量衡算
热量衡算 QI Q0 QL QI 进入系统的总热量 QO 离开系统的总热量 QL 散失的总热量
2( pa pb )
根据连续性方程，对于不可压缩流体，则有 u1A1 u2 A2
u12
u02 (
A0 A1
)2
则有： u0
C1C2 1 ( A0 )2
A1
2( pa pb )
令 C0
C1C2 1 ( A0 )2
A1
则有：u0 C0
2( pa pb )
体积流量与压差的关系：Vs A0u0 C0 A0
势能
位能
局部阻力系数
局部阻力系数局部阻力系数(coefficient of local resistance)与流体方向和速度变化有关的系数具体指: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。
功能:用于计算流体受局部阻力作用时的能量损失。
公式:动压二局部阻力系数*p*V*V*l/2hf二-Ap/p.局部阻力表示为动能u八2的倍数,hf'Hu八2/2也可表示为管件的当量长度hf'二入lu八2/2d.人可根据雷诺数Re求得，层流入=64/Re,另外还有一些公式雷诺数在3000~lxl0八5,入二0.3164/ReA0.25.对于雷诺数在3000~3xl0八6,入=0.0056 + 0.5/Re八0.32,还有其他的可以通过查表入与Re 8/d可得。
通风压力克服通风阻力，两者因次相同，数值相等，方向相反。
知道通风阻力的大小就能确定所需通风压力的大小。
在矿井通风中，存在着摩擦阻力和局部阻力,必须分析研究它们的特性、测定方法以及降低措施等,从而作为选择通风设备，进行通风管理与设计的依据。
这在通风设计中尤其重要。
第一讲空气流动状态流体产生的阻力与流体流动过程中的状态有关。
流体流动时有两种状态;一种是流体呈层状流动，各层间流体互不混合，流体质点流动的轨迹为直线或有规则的平滑曲线,这一状态称为层流。
在流速很小、管径很小、或粘性较大的流体流动时会发生层流。
另一种是流体流动时，各部分流体强烈地互相混合，流体质点的流动轨迹是极不规则的。
除了有沿流体总方向的位移外,还有垂直于液流总方向的位移，流体内部存在看时而产生时而消灭的漩涡，这种状态称为紊流。
研究层流与紊流的主要意义在于两种流态有着不同的阻力定律。
试验证明，层流与紊流彼此间的转变关系决定于液体的空度P、绝对粘性系数U, 流体的平均速度V与管道水力直径d ,这些因素的综合影响可以用雷诺数来表示为：式中，V--运动粘性系数，m VdVd矿井巷道很少为圆形,对于非圆形通风巷道,以4S/U(水力直径)代替上式中的d ,即：U--巷道周界长度，m。
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35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
局部阻力损失的计算1阻力 系数法ξ
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 ห้องสมุดไป่ตู้我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
END
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃