巷道突然扩大局部阻力计算公式

化工原理公式及各个章节总结汇总

第一章流体流动与输送机械1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努力方程：ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++4. 实际流体机械能衡算方程：f W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+ 5. 雷诺数：μρdu =Re6. 范宁公式：ρρμλfp d lu u d l Wf ∆==⋅⋅=22322 7. 哈根-泊谡叶方程：232d lup f μ=∆ 8. 局部阻力计算：流道突然扩大：2211⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ流产突然缩小：⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2115.0A A ξ第二章非均相物系分离1. 恒压过滤方程：t KA V V V e 222=+令A V q /=，A Ve q e /=则此方程为：kt q q q e =+22第三章传热1. 傅立叶定律：n t dAdQ ϑϑλ-=，dxdt A Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系：)1(0t αλλ+= 3. 单层壁的定态热导率：bt t AQ 21-=λ，或mA b tQ λ∆=4. 单层圆筒壁的定态热传导方程： )ln1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b tt Q λ21-=5. 单层圆筒壁内的温度分布方程：C r l Qt +-=ln 2λπ（由公式4推导）6. 三层圆筒壁定态热传导方程：34123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-=7. 牛顿冷却定律：)(t t A Q w -=α，)(T T A Q w -=α8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 格拉晓夫数223μρβtl g Gr ∆= 9. 流体在圆形管内做强制对流：10000Re >，1600Pr 6.0<<，50/>d lk Nu Pr Re 023.08.0=，或kCp du d ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλα8.0023.0，其中当加热时，k=，冷却时k= 10. 热平衡方程：)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+=无相变时：)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=，若为饱和蒸气冷凝：)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数：21211111d d d d b K m ⋅+⋅+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数方程：212121211111d d R R d d d d b K s s m ⋅++⋅+⋅+=αλα 13. 总传热速率方程：t KA Q ∆=14. 两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程：⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=--22111112211lnp m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=--22111122111lnp m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程：2221ln p m c q KAt T t T =--第四章蒸发1. 蒸发水量的计算：110)(Lx x W F Fx =-=2. 水的蒸发量：)1(1x x F W -= 3. 完成时的溶液浓度：WF F x -=4. 单位蒸气消耗量：rr D W '=，此时原料液由预热器加热至沸点后进料，且不计热损失，r 为加热时的蒸气汽化潜热r ’为二次蒸气的汽化潜热5. 传热面积：mt K QA ∆=，对加热室作热量衡算，求得Dr h H D Q c =-=)(，1t T t -=∆，T 为加热蒸气的温度，t 1为操作条件下的溶液沸点。

局部损失计算完整版文档

——截面突然扩大的局部水头损失，等于“损
失速度”的速度水头。
将式 hj=V2(V2-V1)/g+(V21-V22)/2g 改写成： hj=ζ1V21/2g= ζ2V22/2g ζ1和ζ2：截面突然扩大的局部阻力系数， ζ1=(1-A1/A2)2 ζ2=(A2/A1-1)2
注意，
按照所用的速度水头来确定其对应的局部阻力列出截面1-1和2-2的伯努里方程
合并整理得 hj=V2(V2-V1)/g+(V21-V22)/2g
ζ1=(1-A1/A2)2
设截面1-1和2-2的中心点的压强各为p1和p2，平均流速各为V1和V2，截面积各为A1和A2，
V2=A1V1/A2
（二）管道突然扩大问题计算公式理论推导
设截面1-1和2-2的中心点的压强各为p1和p2，平均流速各为V1和V2，截面积各为A1和A2，
设截面1-1和2-2的中心点的压强各为p1和p2，平均流速各为V1和V2，截面积各为A1和A2，
系数；改写成： hj=ζ1V21/2g= ζ2V22/2g
管道突然扩大理论推导计算公式：
按照已有局部阻力系数的数据，选取对应的速 ζ1=(1-A1/A2)2
——截面突然扩大的局部水头损失，等于“损失速度”的速度水头。
改写成： hj=ζ1V21/2g= ζ2V22/2g
截面突然扩大的局部水头损失的计算公式
ζ1=(1-A1/A2)2
截面突然扩大的局部水头损失的计算公式
将式 hj=V2(V2-V1)/g+(V21-V22)/2g
一、局部损失计算（一）计算公式
是什么？
HJ
V2 2g
管道突然扩大理论推导计算公式：
HJ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

实验7 局部阻力系数实验

实验七局部阻力系数实验1实验目的和要求1.掌握测量局部阻力系数的方法；2.测量管道突然扩大、突然缩小时的局部阻力系数；3.了解影响局部阻力系数的因素2局部阻力系数实验的原理水流在流动过程中，由于水流边界条件或过水断面的改变，引起水流内部各质点的流速、压强也都发生变化，并且产生旋涡。

在这一过程中，水流质点间相对运动加强，水流内部摩擦阻力所作的功增加，水流在流动调整过程中消耗能量所损失的水头称为局部水头损失。

局部水头损失的一般表达式为gvh j 22ζ= （1）式中，j h 为局部水头损失；ζ为局部水头损失系数，即局部阻力系数，它是流动形态与边界形状的函数，即)(e R f 边界形状，=ζ，一般水流的雷诺数e R 足够大时，可以认为ζ系数不再随e R 而变化，可视作为一常数；v 为断面平均流速，一般用发生局部水头损失以后的断面平均流速，也有用损失断面前的平均流速，所以在计算或查表时要注意区分。

局部水头损失可以通过能量方程进行分析。

图1为一水流突然扩大的实验管段，在发v 1图1 局部水头损失分析简图j h =gv v p z p z 2)()(2222112211ααγγ-++-+（2）式中，)()(2211γγp z p z +-+为断面1-1和2-2的测压管水头差；v 1、v 2 分别为1-1断面和2-2断面的平均流速。

管道局部水头损失目前仅有断面突然扩大（图1）可利用动量方程，能量方程和连续方程进行理论分析，并可得出足够精确的结果，其它情况尚需通过实验方法测定局部阻力系数。

对于管道突然扩大，理论公式为gv v h j 2221）（-= （3）由连续方程A 1v 1=A 2v 2，解出v 1或v 2代入上式可分别得 g v A A h j 2122212）（-= ， 21211）（扩大-=A A ζ （4）或 gv A A h j 2121221）（-=， 22121）（扩大A A -=ζ （5）式中，A1、A2分别为断面1-1和2-2的过水断面面积；1扩大ζ、2扩大ζ叫做突然放大的局部阻力系数。

(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一、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。

(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一、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。

局部阻力计算公式

局部阻力计算公式
1局部阻力计算
局部阻力是指流体空气中一个几何体该空气的受到的抵抗的力，是电气学中抵制物体在流动中前进的一种力，是物体在流动时受到的反作用力。

通常情况下，它是通过流体总摩擦力(称作局部摩擦力)求出来的，而局部摩擦力与流体流量和几何体相关，即局部阻力可由流量和几何体确定。

2局部阻力计算公式
局部阻力计算公式由一下两个式子联合组成：
第一个公式是局部摩擦力公式，它表示局部摩擦力与几何体和流速成正比：
τ=μ·A·V
τ是局部摩擦力，μ是流体的粘度，A是几何体的表面积，V是流速。

第二个公式是局部阻力与局部摩擦力的关系公式：
F=2·τ·L
F是局部阻力，τ是局部摩擦力，L是几何体的长度。

3局部阻力的应用
局部阻力的应用十分广泛，主要包括大气动力学分析，鼓风机的性能测试，喷管的效率评估，飞机或者车辆空气动力学分析。

局部阻力在风洞实验、汽车空力实验、空气梯度热交换、火花塞排放检测等方向也有着重要的作用。

此外，局部阻力的计算对对其他设计和分析都提供了重要的技术支持，如通风学研究、涡轮进气道研究以及翼表面设计等。

总之，局部阻力计算公式是非常重要的，它可以用于几何体在流体空气中受到的抵抗力，广泛应用于不同的科学研究和技术分析中，对不同的研究有重要的技术支持。

矿井通风阻力计算方法

矿井通风阻力第一节通风阻力产生的原因当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。

井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力（也称为沿程阻力）和局部阻力。

一、风流流态（以管道流为例）同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的流动状态。

当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向作层状运动，称为层流（或滞流）。

当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流（或湍流）。

（降低风速的原因）（二）、巷道风速分布由于空气的粘性和井巷壁面摩擦影响，井巷断面上风速分布是不均匀的。

在同一巷道断面上存在层流区和紊区，在贴近壁面处仍存在层流运动薄层，即层流区。

在层流区以外，为紊流区。

从巷壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大，呈抛物线分布。

巷壁愈光滑，断面上风速分布愈均匀。

第二节摩擦阻力与局部阻力的计算一、摩擦阻力风流在井巷中作沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力（也叫沿程阻力）。

由流体力学可知，无论层流还是紊流，以风流压能损失（能量损失）来反映的摩擦阻力可用下式来计算：2H = λ×L/d ×ρν/2 Paλ——摩擦阻力系数。

L ---- 风道长度，md――圆形风管直径，非圆形管用当量直径；空气密度，kg/m3断面平均风速，m/s；1、层流摩擦阻力：层流摩擦阻力与巷道中的平均流速的一次方成正比。

因井下多为紊流，故不详细叙述。

2、紊流摩擦阻力：对于紊流运动，井巷的摩擦阻力计算式为：H = α ×LU∕S3×Q2 =R f ×Q2 Pa3R f=α× LU∕S3α --- 摩擦阻力系数，单位kgf ∙s2∕m4或N ∙ s7m4, kgf ∙s7m4=9.8N ∙s7m4L、U――巷道长度、周长，单位mS—巷道断面积，mQ ---- 风量，单位m/sR ——摩擦风阻，对于已给定的井巷，L，U S都为已知数，故可把上式中的α, L, U, S归结为一个参数R,其单位为：kg∕m7或N ∙s7m83、井巷摩擦阻力计算方法新建矿井：查表得α→ h f → R f生产矿井：已测定的h f → R f → α, 再由α→ h f → R f二、局部阻力由于井巷断面,方向变化以及分岔或汇合等原因, 使均匀流动在局部地区受到影响而破坏, 从而引起风流速度场分布变化和产生涡流等,造成风流的能量损失,这种阻力称为局部阻力。

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。

局部阻力计算公式

局部阻力计算公式
局部阻力计算公式是一种物理学知识，它常用来衡量流体在流动过程中的阻力大小。

它是流体力学中最基本的概念之一，它的重要性不言而喻。

局部阻力是指流体在流动过程中的阻力，这种阻力可以由流体动力学中的局部阻力计算公式来描述。

局部阻力计算公式是将流体动力学中的基本原理应用到流体流动中，衡量流体在流动过程中所受的阻力大小。

局部阻力计算公式的具体表达式为：f= Δp/Δx，其中f表示流体的局部阻力，Δp表示流体的压强差，Δx表示流体的位移。

根据该公式可以看出，流体的局部阻力与压强差以及位移之间存在着一定的关系。

此外，局部阻力计算公式还可以用来衡量流体中的粘度、密度以及流速等参数，从而计算出流体在流动过程中的阻力大小。

总之，局部阻力计算公式是一种物理知识，它被广泛用于流体动力学研究中，用来衡量流体在流动过程中受到的阻力大小，它的重要性不言而喻。

巷道逐渐扩大局部阻力计算公式

P0.378φPs 273.15+tP 式中Ps--温度时饱和水蒸气的分压Pa大断面S 2＝5m 2ρ1ρ2＝1.2197kg/m 3lnP 1-lnP 2ln ρ1-ln ρ2ρm == 1.219962kg/m 30.025Ns 2/m 40.025416Ns 2/m 40.14356215度局部阻力 2.189J/m 3局部风阻0.009730kg/m 7阻力系数ξ'＝0.42423443局部阻力 6.469J/m 3　R=ξ1ρm /2S 12==当巷道比较粗糙时，可按巷道的摩擦阻力系数α值（Ns 2/m 4）对ξ值进行修正。

ξ'=ξ1(1+α/0.01)h R12=ξ'ρm v 12/2 =ρ＝0.003484(1-=0.996阻力系数ξ1＝α[1-(S 1/S 2)2]/[ρm sin(θ/2)]+sin θ[1-(S 1/S 2)]2=α－巷道摩擦阻力系数，Ns 2/m 4θ－由小断面到大断面的扩张角，度S 1、S 2--小断面和大断面的面积，m2ρm －大、小断面间的平均空气密度，kg/m 3h R12=ξ1ρm v 12/2 =逐渐扩大局部阻力系数测定设小断面测点1的静压P 1、密度ρ1、平均速度v 1、温度t 1、湿度φ1、标高Z 1;大断面测点2的静压P 2、密度ρ2、平均速度v 2、温度t 2、湿度φ2、标高Z 2。

由气体状态方程和道尔顿分压定律可以得出湿空气的密度计算公式：(P 1-P 2)/[n/(n-1)*(P 1/ρ1-P 2/ρ2)]扩张角θ在5°－8°范围内，渐扩段能量损失最小；在扩张角小于20时，渐扩段的局部阻力系数：根据已知查表求α0=α＝α0ρm /1.2＝)kg/m 3多变过程指数n=　R=ξ'ρm/2S12==局部风阻0.0287528kg/m7。

矿井通风阻力(1)

即： △=L/ d0
矿井通风阻力(1)
△与α的关系：
△=1，α最小； n △=5~6，α最大； n △ < 5~6，α随△的增大而增大； n △:6~9， α随△的增大而减少； n △>9， α基本为定值。
λ与雷诺数、井巷的相对粗糙度的关系，见尼古拉兹曲线（见教材图3-2-1）。
矿井通风阻力(1)
矿井通风阻力(1)
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2023/5/3
矿井通风阻力(1)
δ K
•Ⅲ区—水力光滑管区。
•在此区段内，管内流动已处于紊流状态（Re＞4000），但
在一定Re下，当层流边层的厚度δ大于管道的绝对糙度K
（称为水力光滑管）时，其实验点均集中在直线Ⅲ上；
•表明λ与K仍然无关，而只与Re有关。
•随着Re的增大，相对糙度大的管道，实验点在较低Re时就
偏离直线Ⅲ，而相对糙度小的管道要在Re较大时才偏离直线
Ⅲ。
矿井通风阻力(1)
§4.1 摩擦阻力
• Ⅳ区—紊流过渡区。 • 在此区段内，各种不同相对糙度的实验点各自分散呈
一波状曲线，λ值既与Re有关，也与粗糙度K有关。矿井通风阻力(1)
§4.1 摩擦阻力
• Ⅴ区—水力粗糙管区：完全紊流。在该区段，λ与Re无关，而只与相对粗糙度有关。
• 原因：在该区段，Re值较大，管内液流的层流边层已变得极薄，有K>>δ，砂粒凸起高度几乎全暴露在紊流核心中，故Re对λ值的影响极小，略去不计，相对粗糙度K成为λ的唯一影响因素。摩擦阻力与流速平方成正比，故称为阻力平方区
2. λ对α的影响 λ与风流的雷诺数、井巷的相对粗糙度有关。即风流的雷诺数、井巷的相对粗糙度是α的影响因素。

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。

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一、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。

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。
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。

过流截面突然扩大和突然缩小时局部阻力的测量与分析

过流截面突然扩大和突然缩小时局部阻力的测量与分析Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.编制：___________________日期：___________________过流截面突然扩大和突然缩小时局部阻力的测量与分析温馨提示：该文件为本公司员工进行生产和各项管理工作共同的技术依据，通过对具体的工作环节进行规范、约束，以确保生产、管理活动的正常、有序、优质进行。

本文档可根据实际情况进行修改和使用。

摘要: 在研究过流截面突然扩大或突然缩小的局部损失时, 若采用两点法测量, 因数据中包含沿程损失和粗大误差, 故测量误差较大．若采用三点法或四点法测量, 虽然消除了沿程损失的影响, 但仍然存在包含粗大误差的数据, 直接影响测量结果的精确度．本文分析了过流截面突然扩大和突然缩小时局部阻力的成因和理论计算公式, 提出了测量判别比的概念．利用这一概念, 可剔除含粗大误差的数据, 从而简化数据处理, 提高测量结果的精确度．关键词:过流截面；局部阻力；流体分类号:O 368文献标识码:A文章编号:1007-7332(2000)01-0045-05Measurement and analysis of local resistance on flow section expanded and narrowed suddenlyZHOU Ai-ping(Dept.of Mech.Eng., Jiaozuo Inst. of Technol., of Henan prov.Jiaozuo 454000, China)Abstract:Having studied the local resistance on flow section expanded or narrowed suddenly, it may take data measured with 2-points m etho d contained the resistance along the road and careless error, the error of mesur ement is bigger. Measurement with 3-poits method or4-poits method can remove th e effect of resistance along the road, but there are data contained careless err or and it has an effect on the accuracy of measurement.On the basis of discussin g theoretic formulas and the reason of producing local resistance on flow sectio n expanded and narrowed suddenly, the author has puts forward the concept of mea surement distinguish coefficient. Accoding to the concept, datum contained carel ess error are rejected, data management is simplified and measure of precision o f measurement result is raised.Key words:flow section; local resistance; fluid1局部阻力产生的原因［1］各种工业管道都安装一些阀门、弯头、三通等配件, 用以控制和调节管内的流体流动．流体经过这类配件时, 由于边壁或流量的改变, 均匀流在这一局部地区遭到破坏, 引起流速的大小、方向或分布的变化, 由此产生的能量损失称为局部损失, 习惯上也称为局部阻力．概括起来, 局部阻力有四种类型:涡流损失, 加速损失, 转向损失和撞击损失．1.1过流截面突然缩小图1是过流截面突然缩小的流体通道．当流体从1-1截面向前流动时, 总有部分流体与2- 2截面的壁面发生碰撞而改变方向．碰撞的结果, 就要产生能量损失, 此即撞击损失．图1过流截面突然缩小Fig.1Flow section narrowing suddenly受到2-2截面上的壁面阻碍的流体, 属于外主流的部分要折向中心方向流动, 就是说, 这些流体具有垂直于管道轴线的速度分量, 因而在2-2截面和4-4截面间会发生实际过流截面的“颈缩”现象, 直到4-4截面上流体的速度才完全平行于管轴．在这个过程中, 外主流的流动方向又发生改变, 使垂直于管轴的速度分量消失了, 这是外主流与中心主流进行动量交换的结果．在进行这种动量交换时, 要消耗掉一部分能量, 这就是流体的转向损失．在2-2和3-3截面处均示出有涡流区存在, 这种涡流区之所以能维持运动, 是由于通过动量交换从主流得到了能量供应, 这部分能量消耗在涡流内部和涡流与壁面的摩擦上, 最后变成热．这种损失称为涡流损失．最后一项是流体的加速度损失．从3-3截面到4-4截面, 流体经过一个速度降低、压力升高的过程, 即减速扩压的流动过程．该过程会发生能量损失, 这个损失是由流体的加速、减速过程引起的, 故称加速损失．上述分析的四种能量损失都只发生在局部, 故是局部阻力．而实际上, 流体从1-1截面到4-4截面的过程中, 还存在沿程摩擦, 由此而产生沿程阻力, 尽管沿程阻力较小, 但为了提高实测精确度, 必须想办法消除它的影响．图2过流截面突然扩大Fig.2Flow section expanding suddenly1.2过流截面突然扩大图2所示为过流截面突然扩大时的情况．在1-1截面后的主流外边形成了涡流区, 造成涡流损失．涡流区的形状随小截面与大截面的面积比不同而变化．当小截面的面积较小时, 可能造成不对称的涡流区, 即主流偏于某一侧而其它区域全部被涡流所占据, 如图2b所示．流体从小截面流入大截面, 原来的速度分布被打乱, 经过重新调整后, 速度分布才在大截面的管道内固定下来．在调整速度分布的过程中, 主流中的速度梯度增大, 因而内摩擦力增加, 也就是说能量损失增加了．这部分损失合起来, 就构成了过流截面突然扩大的局部阻力．实际上, 流体从1-1截面流到2-2截面（图2）时, 同样存在沿程阻力．2局部阻力的理论计算［2］由于产生局部阻力的原因很复杂, 所以大多数情况下的局部阻力只能通过实验来确定, 但为了合理设计实验方案, 必须进行理论分析．2.1过流截面突然扩大的局部阻力计算前已指出, 流体从图2的1-1截面流到2-2截面, 不仅有局部阻力, 而且有沿程阻力．设各截面上的流体力学参数分别为V1, V2, P1, P2, Z1, Z2, 在两截面上应用伯努利方程, 则有式中:α1、α2-动能修正系数；γ-流体的重度；hf1-2、hje-1-1截面到2-2截面的沿程损失和局部损失．故有(1)此式表明, 只要能测出1-1和2-2截面上的总能量以及从1-1截面到2-2截面的沿程损失hf1-2, 即可由该式求出局部损失hje．若设ζe为过流截面突然扩大的实测局部阻力系数, 则有(2)许多教材和专著中, 在进行理论指导时忽略hf1-2, 可导出理论的ζ′e和h′je分别为(3)(4)对比式（1）可知, 它们是比实际值偏大的．若设(5)称之为测量判别比, 显然, ζee≤1时, 则测量是有效的；若ζee >1, 说明测量中含有粗大误差, 在进行数据处理时, 应该剔除．2.2过流截面突然缩小的局部阻力计算在对图1所示的流动进行分析时已指出, 若过流截面突然缩小, 流体从1-1截面流到4- 4截面时, 既有局部损失又有沿程损失．若对1-1和4-4截面应用伯努利方程, 则有即有(6)式中:hjs-局部阻力；α1、α4-动能修正系数；γ-流体重度；hf1-4-沿程损失, 它包括两部分, 即1-1截面到2-2截面间的沿程损失和2-2截面到4-4截面间的沿程损失；Z1, P1, V1, Z4, P4, V4-1-1和4-4截面上的位能、压力和平均流速．该式表明, 只要测出1-1、4-4截面上的总能量及1-1和2-2、2-2和4-4截面间的沿程损失, 即可求出hjs．若令(7)则由此式即可求出过流截面突然缩小时的局部阻力系数．图3过流截面突然扩大时测压孔布置Fig.3The distribution of measurement pressure hole when flow sect ion expanding suddenly3局部阻力的实测3.1过流截面突然扩大时局部阻力的实测图3是实测过流截面突然扩大时局部阻力的测压孔分布图, 图中K1、K2、K3为测压孔, 它们沿管长布置在通过管轴线的水平面内, 可分别测出1-1、2-2、3-3截面上的测压管水头．此外, 用体积时间法（或重量时间法）测出流量, 在D1、D2已知的条件下, 可计算出平均流速V1、V2, 由于2-2和3-3截面间只存在沿程损失, 设为hf2-3, 所以1-1和2-2截面间的沿程损失可用下式求出:(8)其中, hf2-3=h2-h3, 而h2、h3分别为2-2、3-3截面上的测压管水头．将α1=α2=1、Z1=Z2及V1、V2、hf1-2等代入式（1）、（2 ）、（5）即可求出hje、ζe、ζee的值．由于测量过程使用了K1、K2、K3三个测压孔, 故称三点法．这种方法考虑了沿程损失的影响, 所以比两点法更接近实际．图4过流截面突然缩小时测压孔布置Fig.4The distribution of measurement pressure hole when flow section narrowing suddenly3.2过流截面突然缩小时局部阻力的实测过流截面突然缩小时局部阻力, 其成因比较复杂, 理论指导困难, 一般是根据实测数据, 总结经验公式．从式（6）可以看出, 为了求出hjs, 必须先实测P1、P4及平均流速V1、V4、沿程损失hf1-4．为此, 测压点的布置如图4所示．其中K1、K2、K3、K4是测压孔．由于1-1和2-2截面之间、3-3和4-4截面之间只有沿程损失, 所以, 1-1和4-4截面之间的沿程损失hf1 -4可用下式计算:(9)式中:hf1-2=h1-h2, h1, h2-测压孔K1、K2的测压管水头；hf3-4=h3-h4, h3, h4-测压孔K3、K4的测压管水头．L1、L2、L3、L4如图4所示．图5实验仪测压孔布置Fig.5T he distribution of measurement pressure hole the of apparatus将以上各参数代入式（6）和式（7）, 即可求出hjs、ζs．由于该方法要用四个测压点, 故称为四点法．该方法也可用来测量截面突然扩大时的局部阻力．4实测举例设某实验仪器测压点布置如图5所示．D1=1.08cm,D2=2.0cm, D3=1.13 cm, L1=12cm, L2=24cm, L3=12cm,L4=L5=L6=6cm ．测量数据记录见表1, 计算数据见表2．表1测量数据记录Tab.1 Data of measurement次数流量/(cm3。

巷道风阻单位

巷道风阻单位
（最新版）
目录
1.巷道风阻单位的概念
2.巷道风阻单位的计算方法
3.巷道风阻单位的应用
4.巷道风阻单位的影响因素
正文
一、巷道风阻单位的概念
巷道风阻单位，是指在矿井巷道中，由于空气流动而产生的阻力，阻碍通风的能力。

它是衡量巷道通风难易程度的重要参数，对于矿井的安全生产具有重要意义。

二、巷道风阻单位的计算方法
巷道风阻单位的计算公式为：风阻单位=压力差/风量。

压力差指的是巷道两端的压力差，风量指的是通过巷道的空气流量。

在实际操作中，通常需要通过专门的仪器进行测量，然后根据测量结果进行计算。

三、巷道风阻单位的应用
巷道风阻单位在矿井通风工程中具有广泛的应用。

通过测量巷道的风阻单位，可以了解巷道的通风状态，判断是否存在通风故障，从而及时采取措施，保证矿井的通风安全。

四、巷道风阻单位的影响因素
巷道风阻单位的大小受多种因素影响，主要包括巷道的形状、尺寸、粗糙度、空气的密度和粘度等。

第1页共1页。

巷道突然扩大局部阻力计算公式

化工原理公式及各个章节总结汇总

局部损失计算完整版文档

实验7 局部阻力系数实验

(完整版)管道内的局部阻力及损失计算

(完整版)管道内的局部阻力及损失计算

局部阻力计算公式

矿井通风阻力计算方法

局部阻力的计算与管路计算共用

局部阻力计算公式

巷道逐渐扩大局部阻力计算公式

矿井通风阻力(1)

局部阻力计算公式

管道内的局部阻力及损失计算

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)

过流截面突然扩大和突然缩小时局部阻力的测量与分析

巷道 风阻单位

巷道风阻单位