流体管内压力损失分析与计算
管道流量、压力计算
管道压力损失怎么计算
其实就是计算管道阻力损失之总和。
管道分为局部阻力和沿程阻力：
1
、
局部阻力是由管道附件
(
弯头，
三通，
阀等
)
形成的，它和局阻系数，动压成正比。
局阻系数可以根据附件种类，开度大小通
过查手册得出，
动压和流速的平方成正比。
2
、
沿程阻力是比摩阻乘以管道长度，
比摩阻由管道的管径，内壁粗糙度，流体流速确定
总之，管道阻力的大小与流体的平均速度、流体的粘度、管道的大小、管道的长度、流体的气液态、管道内壁的光滑度相关。
它的计算复杂、分类繁多，误
差也大。
如要弄清它，应学
“
流体力学
”
，如难以学懂它，你也可用刘光启著的
“
化
工工艺算图手册
”
查取。
管道主要损失分为沿程损失和局部损失。
Δh=ΣλL/d*
（
v²
/2g
）
+Σξv²/2
g。
其中的
λ
和
ξ
都是
系数，这个是需要在手册上查询的。
L-------
管路长度。
d-------
管道内径。
v-------
有效断面上
的平均流速，一般
v=Q/s
，其中
Q是流量，S是管道的内截面积。
压力损失主要是两个方面，一个是管道输送过程的沿程水头损失，一个是经过阀门，弯头的局部水头损失。
沿程水头损失是由管道的材质，流速，长度这些决定的，局部的一般按沿程10%考虑，具体计算可以看水力学的书。
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。
压力损失
•
实际流体具有粘性，粘性的存在会使流体内部及流动壁面处产生粘
性阻力，流体运动为了克服这部分阻力必然要使流动流体的部分机械能
不可逆转地转化为热能，造成能量损失。这一能量损失就是实际流体伯
努利方程中的hw。
z1
p1 g
1
V12 2g
z2
p2 g
2
V22 2g
•
p1 p2 r2 2rL 0
（4-5）
4.不可压缩粘性流体一元流动
• 或可写为： •
p1 p2 r L2
（4-6）
•
由上式可看出，切应力τ与r成正比。在管壁上，r=d/2，切应力最大：
•
0
p1 p2 L
d 4
p L
d 4
（4-7）
•
由伯努利方程可知，管流的沿程水头损失：
4.不可压缩粘性流体一元流动
•
为此许多学者提出许多假设。在工程上目前以普朗特提出的半经验
理论-混合长度理论应用最为广泛。故我们就主要介绍一下普朗特的混合
长理论。
• 普朗特混合长理论：
•
为了确定脉动速度，普朗特认为流体质点在y方向的脉动，即由一层
跳入另一层，要经过一段不与其他流体质点相碰撞的距离l。然后以自己
原来的动量和新位置周围的流体质点相混，完成动量交换。流体质点从
一层跳入另一层，并且不于其他质点相碰的这段距离l称为混合长度。它
是流体质点横向混杂运动中自由行程的平均值。
• 在上述基本假设的基础上，普朗特还作出以下假设：
• （1）流体质点的纵向脉动速度u’近似等于
y
• 两层流体的时均速度之差。
管道系统的压力损失和流量平衡
管道系统的压力损失和流量平衡一、平衡流量指系统的压头（扬程）改变后随之改变的新流量。
它可以通过以下公式计算：G 1 = G ×（H 1/H ）0.525 公式（1）其中：G 1=系统平衡后流量（新流量） H 1=系统新的压头 G=系统原流量 H=系统原压头注：G 1，G ，H 1，H 的单位应该一致。
比如G 用m 3/h 为单位，则G 1也应该是m 3/h 。
以上公式根据流体动力学的理论衍变出来，它假设在水循环系统中，压力损失的总和与流量的指数为1.9的关系，即Z=ΔP X G 1.9, Z 就是系统流量曲线的特征系数。
这个公式适合于我们在上一个章节里讲到的高、中、低粗糙度管道。
新流量与原流量的关系通过倍率F 表述：F =G 1 / G 公式（2）这个倍率用于确定系统经过平衡后每个支路、末端的新流量。
范例（1）一个传统双管系统的平衡流量计算方式如图1所示：循环回路A有四个末端，其特征为：HA=980mm水柱（扬程）GA=550 l/h(流量)G1=160 l/h , G2=140 l/h, G3=140 l/h, G4=110 l/h循环回路B有3个末端，其特征为：HB=700mm水柱（扬程）GB=360 l/h (流量)G5=140 l/h ，G6=120 l/h，G7=100 l/h现在，如果A、B回路汇合到一起，其流量及压损特征都会产生变化。
以下我们将用3种方式进行计算。
在AB汇合后，其汇合点的压差一致。
这个压差值可以选择其中一个回路的压差值或者重新设定一个压差值。
A，按压差值大的回路A为标准计算：即Hn=HA=980mm水柱，因此只需要平衡回路B的流量。
通过公式（1）计算B回路的新流量，得出：GBn=GB×(Hn/HB) 0.525=360×(980/700) 0.525 = 429.5 l/h通过公式（2）得到倍率F=429.5/360=1.193因此，B回路每个末端新的流量就变为:G5=140×F=167 l/h，G6=120×F =143 l/h，G7=100×F=119 l/hB，按压差值小的回路B为标准计算：即Hn=HB=700mm水柱，因此只需要平衡回路A的流量，通过公式（1）计算A回路新流量，得出：GAn=GA×(Hn/HA) 0.525=550×(700/980) 0.525 = 460.9 l/h通过公式（2）得到倍率F=460.9/550=0.838因此可以计算出A回路每个末端的新流量：G1=160×F=134 l/h，G2=140 ×F =117 l/h，G3=140 ×F =117 l/h，G4=110×F=92 l/hC，按平均压差值为标准计算：即Hn =（HB+HA）/2 = 840mm水柱，因此A，B回路流量却需要进行平衡，通过公式（1）计算A，B回路新流量，得出：Gan = GA×(Hn/HA) 0.525 = 550×(840/980) 0.525 = 507.2 l/hGBn = GB×(Hn/HB) 0.525 = 360×(840/700) 0.525 = 396.2 l/h通过公式（2）得到倍率：FA=507.2/550=0.922，FB=396.2/360=1.101，因此可以计算出A和B回路每个末端的新流量：G1=160×FA=147 l/h，G2=140 ×FA =129 l/h，G3=140 ×FA =129 l/h，G4=110×FA=101 l/h，G5=140×FB=154 l/h，G6=120 ×FB =132 l/h，G7=100×FB=110 l/h结论：按大的压差计算方法保证了最远端的热效率，但在压差更小的回路内末端流量大于设计流量，因此在这个环路内可能造成过高的流速。
流程总压力损失计算公式
流程总压力损失计算公式
一、沿程压力损失。
1. 层流状态下的沿程压力损失。
- 对于圆管中的层流，沿程压力损失计算公式为：Δ p_f=(32μ vl)/(d^2)
- 其中，Δ p_f是沿程压力损失（Pa）；μ是流体的动力粘度（Pa· s）；v是流体的平均流速（m/s）；l是管道长度（m）；d是管道内径（m）。
2. 湍流状态下的沿程压力损失。
- 湍流时沿程压力损失通常采用达西 - 魏斯巴赫公式计算：Δ
p_f=λ(l)/(d)frac{ρ v^2}{2}
- 这里，λ是沿程阻力系数，它是雷诺数Re和相对粗糙度(varepsilon)/(d)的函数（varepsilon为管壁的绝对粗糙度，d为管道内径）；ρ是流体的密度
（kg/m^3）；其他参数意义同上。
二、局部压力损失。
1. 局部压力损失的通用公式。
- 局部压力损失计算公式为：Δ p_j=ζfrac{ρ v^2}{2}
- 其中，Δ p_j是局部压力损失（Pa）；ζ是局部阻力系数，其值取决于局部管件的类型（如弯头、三通、阀门等）；ρ和v分别是流体的密度（kg/m^3）和流经局部管件处的平均流速（m/s）。
三、流程总压力损失。
1. 计算公式。
- 流程总压力损失Δ p=Δ p_f+Δ p_j，即把沿程压力损失和局部压力损失相加。
在实际计算中，需要分别计算沿程压力损失（可能包含多个管段的沿程损失）和各个局部管件产生的局部压力损失，然后求和得到总压力损失。
在学习和应用这些公式时，要注意各个参数的单位统一，并且根据实际的流体流动情况（层流还是湍流、管件类型等）正确选用公式和确定相关系数的值。
(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。
流体力学第5章管流损失和阻力计算
除了流体与管壁之间的摩擦外，流体内部的粘性、湍流等也会导致能量损失。 例如，湍流会使流体的流动变得不规则，增加流体之间的相互碰撞和摩擦，从 而产生更多的能量损失。
损失和阻力的影响
01
能量消耗
管流损失和阻力会导致流体在 流动过程中能量不断损失，这 需要额外提供能量来克服这些 损失，如泵或风机的能耗会增 加。
02 系统效率
管路中的损失和阻力会降低整 个系统的效率，使得系统需要 更多的输入能量才能达到预期 的输出效果。
03
设备选型
04
在进行设备选型时，需要考虑管 路中的损失和阻力，以确保所选 设备能够满足实际需求。例如， 在选择泵时，需要考虑到管路中 的损失和阻力，以确保泵能够提 供足够的扬程和流量。
安全风险
理论发展
实验结果可为流体力学理论的发展提 供实证支持，进一步完善管流损失和 阻力的计算模型。
THANKS
感谢观看
过大的管流损失和阻力可能会导 致流体流动受阻，甚至产生流体 过热、压力过高等问题，这可能 对设备和人员安全造成威胁。因 此，需要进行合理的设计和操作 ，以避免这些问题的发生。
02
管流损失的计算
局部损失计算
局部损失是由于流体在管道中 流动时，遇到突然扩大、缩小、 弯曲等局部障碍而产生的能量 损失。
控制流体流速和压力
降低流体流速
01
适当降低流体在管路中的流速，可以减小流体流动的阻力，从
而降低管流损失。
控制流体压力
02
合理控制流体在管路中的压力，避免过高的压力导致流体流动
阻力的增加。
使用减压阀和稳压阀
03
在管路中安装减压阀和稳压阀，可以稳定流体压力，减小流体
管道压力损失计算
管道压力损失计算管道总阻力损失hw=∑hf＋∑hj，hw—管道的总阻力损失（Pa）；∑hf—管路中各管段的沿程阻力损失之和（Pa）；∑hj—管路中各处局部阻力损失之和（Pa）。
hf=RL、hf—管段的沿程损失（Pa）；R—每米管长的沿程阻力损失，又称比摩阻（Pa／m）；L—管段长度（m），R的值可在水力计算表中查得。
也可以用下式计算，hf=[λ×（L／d）×γ ×(v^2)]÷(2×g)，L—管段长度（m）；d—管径（m）；λ—沿程阻力因数；γ—介质重度（N／m2）；v—断面平均流速（m／s）；g—重力加速度（m／s2）。
管段中各处局部阻力损失hj=[ζ×γ ×(v^2)]÷(2×g)，hj—管段中各处局部阻力损失（Pa）；ζ—管段中各管件的局部阻力因数，可在管件的局部阻力因数表中查得。
（引自《简明管道工手册》．P．56—57）管道压力损失怎么计算其实就是计算管道阻力损失之总和。
管道分为局部阻力和沿程阻力：1、局部阻力是由管道附件(弯头，三通，阀等)形成的，它和局阻系数，动压成正比。
局阻系数可以根据附件种类，开度大小通过查手册得出，动压和流速的平方成正比。
2、沿程阻力是比摩阻乘以管道长度，比摩阻由管道的管径，内壁粗糙度，流体流速确定总之，管道阻力的大小与流体的平均速度、流体的粘度、管道的大小、管道的长度、流体的气液态、管道内壁的光滑度相关。
它的计算复杂、分类繁多，误差也大。
如要弄清它，应学“流体力学”，如难以学懂它，你也可用刘光启著的“化工工艺算图手册”查取。
管道主要损失分为沿程损失和局部损失。
Δh=ΣλL/d*（v²/2g）+Σξv²/2g。
其中的λ和ξ都是系数，这个是需要在手册上查询的。
L-------管路长度。
d-------管道内径。
v-------有效断面上的平均流速，一般v=Q/s，其中Q是流量，S是管道的内截面积。
管道附件压力损失计算公式
管道附件压力损失计算公式管道系统是工业生产中常见的输送介质的设备，而管道附件作为管道系统的重要组成部分，对于管道系统的流体输送有着重要的影响。
在管道系统中，流体在管道中流动时，会受到管道附件的阻力作用，从而产生压力损失。
因此，了解管道附件压力损失的计算公式是非常重要的。
管道附件的种类繁多，如弯头、三通、四通、法兰、阀门等，每种管道附件都会对流体的流动产生一定的阻力，从而产生一定的压力损失。
为了准确计算管道附件的压力损失，可以采用以下公式进行计算：ΔP = Kρ(v^2/2g)。
其中，ΔP为管道附件的压力损失（Pa），K为管道附件的阻力系数，ρ为流体的密度（kg/m^3），v为流体的流速（m/s），g为重力加速度（m/s^2）。
在实际应用中，需要根据具体的管道附件类型和流体参数来确定阻力系数K的数值。
一般情况下，可以通过实验或者查阅相关资料来获取管道附件的阻力系数。
对于不同类型的管道附件，其阻力系数K的数值也会有所不同。
下面以一些常见的管道附件为例，介绍其阻力系数K的计算方法：1. 弯头，对于弯头来说，其阻力系数K的计算公式为K = f(L/D)，其中f为摩擦系数，L为弯头的曲线长度（m），D为管道的直径（m）。
根据实际情况，可以通过查表或者计算得到弯头的摩擦系数f，从而计算出弯头的阻力系数K。
2. 法兰，对于法兰来说，其阻力系数K的计算公式为K = α(1-β^2)，其中α为法兰的阻力系数，β为法兰的开口角度。
根据实际情况，可以通过实验或者查阅相关资料来获取法兰的阻力系数α和开口角度β的数值，从而计算出法兰的阻力系数K。
3. 阀门，对于阀门来说，其阻力系数K的计算比较复杂，需要考虑阀门的结构、开启程度和流体的流速等因素。
一般情况下，可以通过实验或者查阅相关资料来获取阀门的阻力系数K的数值。
通过以上介绍，可以看出管道附件的阻力系数K的计算方法是多种多样的，需要根据具体的情况来确定。
在实际应用中，可以通过实验或者查阅相关资料来获取管道附件的阻力系数K的数值，从而计算出管道附件的压力损失。
管道内压力损失的计算
管道内压力损失的计算一、液体在直管中流动时的压力损失液体在直管中流动时的压力损失是由液体流动时的摩擦引起的，称之为沿程压力损失，它主要取决于管路的长度、内径、液体的流速和粘度等。
液体的流态不同，沿程压力损失也不同。
液体在圆管中层流流动在液压传动中最为常见，因此，在设计液压系统时，常希望管道中的液流保持层流流动的状态。
1.层流时的压力损失在液压传动中，液体的流动状态多数是层流流动，在这种状态下液体流经直管的压力损失可以通过理论计算求得。
圆管中的层流(1)液体在流通截面上的速度分布规律。
如图所示，液体在直径d 的圆管中作层流运动，圆管水平放置，在管内取一段与管轴线重合的小圆柱体，设其半径为r ，长度为l 。
在这一小圆柱体上沿管轴方向的作用力有：左端压力p 1，右端压力p 2，圆柱面上的摩擦力为F f ，则其受力平衡方程式为：122()0f p p r F π--= (由式(2-6)可知：式中：μ因为速度增量du 与半径增量dr 符号相反，则在式中加一负号。
Δp ＝p 1- p 2Δp 、式(2-45)代入式(2-44)，则得: 对式积分得：当r ＝R 时，u ＝0，代入(2-47)式得：则 22()4p u R r l μ∇=-由式可知管内流速u 沿半径方向按抛物线规律分布，最大流速在轴线上，其值为：2max 4pR u l μ∇=(1) (1)? 管路中的流量。
图(b)所示抛物体体积，是液体单位时间内流过通流截面的体积即流量。
为计算其体积，可在半径为r 处取一层厚度为的微小圆环面积，通过此环形面积的流量为：对式积分，即可得流量q ：(2) (2)? 平均流速。
设管内平均流速为υ对比可得平均流速与最大流速的关系： υ=max2u(4)沿程压力损失。
层流状态时，液体流经直管的沿程压力损失可从式求得：232lv p d μ∇=由式可看出，层流状态时，液体流经直管的压力损失与动力粘度、管长、流速成正比，与管径平方成反比。
流体的管道水力特性和分析
流体的管道水力特性和分析流体在管道内的传输是工程中常见的现象，我们需要了解流体在管道内的水力特性以及进行相应的分析。
本文将从流体的运动方程、管道内的压力损失以及流速分布等方面进行论述。
一、流体的运动方程为了了解流体在管道内的水力特性，我们首先需要了解流体的运动方程。
根据连续性方程和动量方程，可以得到管道内流体的运动方程。
连续性方程表达了在任意截面上流入和流出的质量守恒关系，即流体的质量流量守恒。
连续性方程可以用以下公式表示：∂ρ/∂t + ∇·(ρv) = 0其中，ρ表示流体的密度，t表示时间，v表示流体的速度矢量。
动量方程则描述了流体受到的外力以及流体内部存在的压力等因素的影响。
动量方程可以用以下公式表示：ρ(∂v/∂t + v·∇v) = -∇p + ∇·(τ) + F其中，p表示流体的压力，τ表示应力张量，F表示流体受到的外力。
通过解动量方程，可以得到流体在管道内的速度分布。
二、管道内的压力损失在管道内，由于摩擦、弯头、阀门等因素，流体会发生压力损失。
压力损失是指流体流动过程中由于摩擦力的作用，导致流体能量的损失。
了解管道内的压力损失是进行水力分析的重要一步。
在管道内流动的流体，其压力损失可以用以下公式表示：Δp = f(ρv^2L/D)其中，Δp表示压力损失，ρ表示流体的密度，v表示流体的平均流速，L表示管道的长度，D表示管道的直径，f表示摩阻系数。
通过计算压力损失，可以评估管道内流体的流动状态以及流体运输的效率。
三、流速分布流体在管道内的流速分布对管道的设计和分析具有重要影响。
在一般情况下，流体在直管道内的流速分布呈现为中心流速最大，沿着半径方向逐渐减小的分布特性。
这种流速分布又被称为剖面速度分布。
剖面速度分布可以用以下公式表示：v(r) = v_avg[1 - (r/R)^2]其中，v(r)表示距离管道中心距离为r处的流速，v_avg表示平均流速，R表示管道的半径。
管路沿程压力损失计算公式
管路沿程压力损失计算公式管路沿程压力损失，这可是个在流体力学中相当重要的概念呢！咱们先来说说啥是管路沿程压力损失。
想象一下，水在长长的水管里流动，就像咱们在长长的跑道上跑步一样，会遇到各种各样的阻力。
这些阻力会让水的压力逐渐减小，这个压力减小的量就是沿程压力损失啦。
那管路沿程压力损失是咋算出来的呢？这就得提到一个重要的公式：$h_f = \lambda \frac{l}{d} \frac{v^2}{2g}$ 。
这里面的$\lambda$ 叫沿程阻力系数，$l$ 是管道长度，$d$ 是管道内径，$v$ 是管内流体的平均流速，$g$ 是重力加速度。
为了让大家更好地理解这个公式，我给大家讲讲我之前碰到的一件事儿。
有一次，我们小区的供水系统出了点问题，水压变得特别低。
物业找了维修师傅来检查，师傅就用到了这个沿程压力损失的知识。
他拿着工具，测量了水管的长度、内径，还估算了水流的速度。
我在旁边好奇地看着，只见师傅嘴里念念有词，不停地在本子上计算着。
最后，师傅找到了问题所在，原来是有一段水管老化，内壁变得粗糙，导致沿程阻力系数增大，压力损失也就变大了。
经过更换那段水管，小区的供水就恢复正常啦。
咱们再仔细瞅瞅这个公式里的各个参数。
沿程阻力系数$\lambda$ 可不是个固定的值，它和管道的内壁粗糙度、流体的流动状态都有关系。
比如说，新的光滑管道和使用多年内壁生锈的管道，它们的沿程阻力系数可大不一样。
管道长度$l$ 就比较好理解啦，管子越长，水在里面流动遇到的阻力就越多，压力损失也就越大。
这就好比咱们跑的路程越长，越容易累得气喘吁吁。
管道内径$d$ 也很关键。
内径越小，水流受到的限制就越大，压力损失也就增加了。
就像狭窄的通道里人挤人，走起来特别费劲。
管内流体的平均流速$v$ 对压力损失的影响也不小。
流速越快，压力损失越大。
这就像开车开得太快，油耗也会增加一样。
重力加速度$g$ 呢，在一般的计算中，它是个常数。
在实际工程中，准确计算管路沿程压力损失可重要了。
阻力损失的计算方法
阻力损失的计算方法
阻力损失（或称为压力损失）是指在流体流动过程中，由于流体流动过程中的摩擦以及其他因素的影响，使得流体的动能转化为热能或其他形式的能量损失。
阻力损失是流体力学中一个重要的概念，对于流体流动的分析和设计都具有重要的意义。
计算阻力损失的方法主要有以下几种：
1.临界雷诺数法：该方法适用于圆管内的层流流动，基于雷诺数（流体的速度与管道内液体的黏性之比）来计算阻力损失。
具体计算公式为：f=16/Re，其中f为摩擦系数，Re为雷诺数。
2.涡旋方法：该方法适用于高雷诺数下的紊流流动，使用实验数据建立涡流管道的阻力系数曲线。
通过读取曲线上的点来计算阻力损失。
3.动量方程法：根据流体力学基本方程动量守恒定律，考虑流体流动中的摩擦损失，可以建立动量方程。
然后通过求解动量方程，计算出阻力损失。
4. Navier-Stokes 方程法：该方法适用于复杂的流动情况，通过求解Navier-Stokes方程组（非线性偏微分方程），可以得到流体速度和压力的分布，从而计算阻力损失。
5.管道描述方法：该方法将管道分成若干小段，每段内均匀流动，根据流体力学基本方程和能量方程，在每段管道内分别计算压力损失，然后累加得到总的阻力损失。
需要注意的是，不同的计算方法适用于不同的流动条件和管道形状。
在实际应用中，根据流体的性质、流动情况和管道的几何形状等因素，选
择合适的计算方法进行阻力损失的计算和分析。
在工程和实验研究中，为了计算阻力损失，通常还需要知道一些相关
参数，如管道内径、管道长度、流速、流体的性质、管道壁面的光滑度等。
这些参数可以通过实测、实验或者理论计算等方法得到。
管路流体流动计算公式
管路流体流动计算公式管路流体流动是工程领域中一个非常重要的问题，它涉及到许多工程设计和运行中的关键参数，如流速、压力损失、管道尺寸等。
为了准确地预测管路流体流动的性能，工程师们需要借助一些流体力学的基本原理和计算公式来进行分析和计算。
本文将介绍一些常用的管路流体流动计算公式，希望能够为工程师们提供一些参考和帮助。
1. 流体流速计算公式。
在管路流体流动中，流速是一个非常重要的参数，它直接影响到流体的输送能力和压力损失。
根据连续方程和动量方程，可以得到流速计算公式如下：\[V = \frac{Q}{A}\]其中，V表示流速，Q表示流量，A表示管道的横截面积。
这个公式非常简单，但是在实际工程中非常有用，可以用来计算流速和流量之间的关系。
2. 压力损失计算公式。
在管路中，由于摩擦阻力和局部阻力的存在，流体会产生一定的压力损失。
为了准确地预测压力损失，可以使用达西-魏布努斯公式来进行计算：\[ΔP = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{ρV^2}{2}\]其中，ΔP表示压力损失，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。
这个公式可以很好地描述管道中的摩擦阻力和局部阻力对压力损失的影响，是工程设计中常用的计算公式之一。
3. 阻力系数计算公式。
在管路流体流动中，阻力系数是一个非常重要的参数，它描述了管道内摩擦阻力的大小。
根据实验数据和理论分析，可以得到一些常用的阻力系数计算公式，如克氏公式、普朗特公式等。
这些公式可以用来计算不同流态下的阻力系数，为工程设计和运行提供了重要的参考数据。
4. 流体动力学计算公式。
在管路流体流动中，流体动力学是一个非常重要的问题，它描述了流体在管道中的运动规律和流态特性。
根据纳维-斯托克斯方程和雷诺数理论，可以得到一些常用的流体动力学计算公式，如雷诺数计算公式、流态特性计算公式等。
这些公式可以用来描述不同流态下流体的运动规律和特性，为工程设计和运行提供了重要的参考数据。
管道压力损失计算
管道压力损失计算管道总阻力损失hw=∑hf＋∑hj，hw—管道的总阻力损失（Pa）；∑hf—管路中各管段的沿程阻力损失之和（Pa）；∑hj—管路中各处局部阻力损失之和（Pa）。
hf=RL、hf—管段的沿程损失（Pa）；R—每米管长的沿程阻力损失，又称比摩阻（Pa／m）；L—管段长度（m），R的值可在水力计算表中查得。
也可以用下式计算，hf=[λ×（L／d）×γ ×(v^2)]÷(2×g)，L—管段长度（m）；d—管径（m）；λ—沿程阻力因数；γ—介质重度（N／m2）；v—断面平均流速（m／s）；g—重力加速度（m／s2）。
管段中各处局部阻力损失hj=[ζ×γ ×(v^2)]÷(2×g)，hj—管段中各处局部阻力损失（Pa）；ζ—管段中各管件的局部阻力因数，可在管件的局部阻力因数表中查得。
（引自《简明管道工手册》．P．56—57）管道压力损失怎么计算其实就是计算管道阻力损失之总和。
管道分为局部阻力和沿程阻力：1、局部阻力是由管道附件(弯头，三通，阀等)形成的，它和局阻系数，动压成正比。
局阻系数可以根据附件种类，开度大小通过查手册得出，动压和流速的平方成正比。
2、沿程阻力是比摩阻乘以管道长度，比摩阻由管道的管径，内壁粗糙度，流体流速确定总之，管道阻力的大小与流体的平均速度、流体的粘度、管道的大小、管道的长度、流体的气液态、管道内壁的光滑度相关。
它的计算复杂、分类繁多，误差也大。
如要弄清它，应学“流体力学”，如难以学懂它，你也可用刘光启著的“化工工艺算图手册”查取。
管道主要损失分为沿程损失和局部损失。
Δh=ΣλL/d*（v²/2g）+Σξv²/2g。
其中的λ和ξ都是系数，这个是需要在手册上查询的。
L-------管路长度。
d-------管道内径。
v-------有效断面上的平均流速，一般v=Q/s，其中Q是流量，S是管道的内截面积。
沿程压力损失计算公式及释义
沿程压力损失计算公式及释义
沿程压力损失指的是流体在管道中运动时，由于摩擦、弯头、阀门等因素导致的压力损失。
为了准确计算沿程压力损失，需要使用一些公式和参数来计算。
下面是沿程压力损失计算公式及释义：
1. 管道阻力系数公式：
K=ΔP/ρV^2/2
其中，K为管道阻力系数，ΔP为管道两端压力差，ρ为流体密度，V为流速。
2. 阻力系数公式：
f=K/D^4/L
其中，f为摩阻系数，K为管道阻力系数，D为管道内径，L为管道长度。
3. 摩阻系数公式：
f=16/Re
其中，f为摩阻系数，Re为雷诺数。
4. 管道直线段压力损失公式：
ΔP=LfρV^2/2D
其中，ΔP为管道直线段压力损失，L为管道长度，f为摩阻系数，ρ为流体密度，V为流速，D为管道内径。
5. 弯头压力损失公式：
ΔP=KρV^2/2
其中，ΔP为弯头压力损失，K为弯头阻力系数，ρ为流体密度，
V为流速。
以上是沿程压力损失计算公式及释义，希望能对大家进行相关计算提供一些帮助。
流体管内压力损失分析与计算
流体管内压力损失分析与计算实际粘性液体在流动时存在阻力，为了克服阻力就要消耗一部分能量，这样就有能量损失。
在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失，这就是实际液体流动的伯努利方程式中的hw项的含义。
液压系统中的压力损失分为两类，一类是油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失，称之为沿程压力损失。
这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。
另一类是油液流经局部障碍（如弯头、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流的方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失称之为局部压力损失。
压力损失过大也就是液压系统中功率损耗的增加，这将导致油液发热加剧，泄漏量增加，效率下降和液压系统性能变坏。
在液压技术中，研究阻力的目的是：①为了正确计算液压系统中的阻力；②为了找出减少流动阻力的途径；③为了利用阻力所形成的压差 p来控制某些液压元件的动作。
一、液体在直管中流动时的压力损失液体在直管中流动时的压力损失是由液体流动时的摩擦引起的，称之为沿程压力损失，它主要取决于管路的长度、内径、液体的流速和粘度等。
液体的流态不同，沿程压力损失也不同。
液体在圆管中层流流动在液压传动中最为常见，因此，在设计液压系统时，常希望管道中的液流保持层流流动的状态。
1.层流时的压力损失在液压传动中，液体的流动状态多数是层流流动，在这种状态下液体流经直管的压力损失可以通过理论计算求得。
圆管中的层流(1)液体在流通截面上的速度分布规律。
如图所示，液体在直径d的圆管中作层流运动，圆管水平放置，在管内取一段与管轴线重合的小圆柱体，设其半径为r，长度为l。
在这一小圆柱体上沿管轴方向的作用力有：左端压力p1，右端压力p2，圆柱面上的摩擦力为F f，则其受力平衡方程式为：122()0f p p r F π--= (由式(2-6)可知： 22()du Ff rl rl dr πτπμ==-式中：μ为动力粘度。
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流体管内压力损失分析与计算
实际粘性液体在流动时存在阻力，为了克服阻力就要消耗一部分能量，这样就有能量损失。
在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失，这就是实际液体流动的伯努利方程式中的hw项的含义。
液压系统中的压力损失分为两类，一类是油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失，称之为沿程压力损失。
这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。
另一类是油液流经局部障碍（如弯头、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流的方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失称之为局部压力损失。
压力损失过大也就是液压系统中功率损耗的增加，这将导致油液发热加剧，泄漏量增加，效率下降和液压系统性能变坏。
在液压技术中，研究阻力的目的是：①为了正确计算液压系统中的阻力；②为了找出减少流动阻力的途径；③为了利用阻力所形成的压差 p来控制某些液压元件的动作。
一、液体在直管中流动时的压力损失
液体在直管中流动时的压力损失是由液体流动时的摩擦引起的，称之为沿程压力损失，它主要取决于管路的长度、内径、液体的流速和粘度等。
液体的流态不同，沿程压力损失也不同。
液体在圆管中层流流动在液压传动中最为常见，因此，在设计液压系统时，常希望管道中的液流保持层流流动的状态。
1.层流时的压力损失
在液压传动中，液体的流动状态多数是层流流动，在这种状态下液体流经直管的压力损失可以通过理论计算求得。
圆管中的层流
(1)液体在流通截面上的速度分布规律。
如图所示，液体在直径d的圆管中作层流运动，圆管水平放置，在管内取一段与管轴线重合的小圆柱体，设其半径为r，长度为l。
在这一小圆柱体上沿管轴方向的作用力有：左端压力p1，右端压力p2，圆柱面上的摩擦力为F f，则其受力平衡方程式为：
122()0
f p p r F π--= (
由式(2-6)可知： 22()du Ff rl rl dr πτπμ==-
式中：μ为动力粘度。
因为速度增量du 与半径增量dr 符号相反，则在式中加一负号。
另外，Δp ＝p 1- p 2
把Δp 、式(2-45)代入式(2-44)，则得:
2du p r dr l μ-∇=
对式积分得：
2
4pr u c l μ∇=-+
当r ＝R 时，u ＝0，代入(2-47)式得：
2
4pR c l μ∇=
则 22()4p u R r l μ∇=
-
由式可知管内流速u 沿半径方向按抛物线规律分布，最大流速在轴线上，其值为：
2max 4pR u l μ∇=
(1) (1) 管路中的流量。
图(b)所示抛物体体积，是液体单位时间内流过通流截面的体积即流量。
为计算其体积，可在半径为r 处取一层厚度为
d r 的微小圆环面积，通过此环
形面积的流量为： 2222()4p dq rudr r
R r dr l ππμ∇==-
对式积分，即可得流量q ： 2200442()48128R R p q dq r R r dr l
R p d p l l
πμππμμ∇==-∇∇==⎰⎰ (2) (2) 平均流速。
设管内平均流速为υ，
422128324d p
q d p l
v d A l πμπμ∇∇===
对比可得平均流速与最大流速的关系：
υ=max
2u
(4)沿程压力损失。
层流状态时，液体流经直管的沿程压力损失可从式求得： 232lv p d μ∇=
由式可看出，层流状态时，液体流经直管的压力损失与动力粘度、管长、流速成正比，与管径平方成反比。
在实际计算压力损失时，为了简化计算，得μ=υdρ/Re，并把
μ=υdρ/Re 代入，且分子分母同乘以2g 得:
2
64...Re 2l l v p g d g ρ∇= 式中：λ为沿程阻力系数。
它的理论值为λ＝64/Re ，而实际由于各种因素的影响，对光滑金属管取λ＝75/Re ，对橡胶管取λ＝80/Re 。
2.紊流时的压力损失层流流动中各质点有沿轴向的规则运动。
而无横向运动。
紊流的重要特性之一是液体各质点不再是有规则的轴向运动，而是在运动过程中互相渗混和脉动。
这种极不规则的运动，引起质点间的碰撞，并形成旋涡，使紊流能量损失比层流大得多。
由于紊流流动现象的复杂性，完全用理论方法加以研究至今，尚未获得令人满意的成果，故仍用实验的方法加以研究，再辅以理论解释，因而紊流状态下液体流动的压力损失仍用式来计算，式中的λ值不仅与雷诺数Re 有关，而且与管壁表面粗糙度Δ有关，具体的λ值见表2-5。
表2-5圆管紊流时的λ值
2.局部压力损失
局部压力损失是液体流经阀口、弯管、通流截面变化等所引起的压力损失。
液流通过这
些地方时，由于液流方向和速度均发生变化，形成旋涡，使液体的质点间相互撞击，从而产生较大的能量损耗。
突然扩大处的局部损失
局部压力损失的计算式可以表达成如下算式：
p ∆=ζρν2 /2
式中：ζ为局部阻力系数，其值仅在液流流经突然扩大的截面时可以用理论推导方法求得，其他情况均须通过实验来确定；ν为液体的平均流速，一般情况下指局部阻力下游处的流速。
3.管路系统中的总压力损失与效率
管路系统的总压力损失等于所有沿程压力损失和所有局部压力损失之和，即：
p ∆=
∑∆p +∑∆p γ=∑d l λγ22v g +∑ζ22v g γ。