沿程阻力系数表
沿程阻力系数表
在模型图中可以找到沿管道的阻力系数,即λ、re和K/D的关系曲线,这是液压系统中常用的。
K是管内壁的绝对粗糙度。
管道沿线水头损失计算:H=λ(L/D)[v^2/(2G)]对于管内层流:λ=64/re(雷诺数re=VD/ν)圆管粗糙过渡区:1/√(λ)=-2*LG[K/(3.7d)+2.51/re√(λ)]对于管的湍流粗糙区:1/√(λ)=-2*LG[K/(3.7d)]也可用作λ=0.11(K/D)^0.25还有许多经验公式:例如,钢管和铸铁管的Shevlev公式为:过渡粗糙区(V<1.2m/s):λ=(0.0179/D^0.3)*(1+0.867/V)^0.3;阻力平方面积(V>=1.2m/s):λ=0.21/D^0.3摩擦阻力:流体流经一定直径的直管时,由于流体的内摩擦而产生阻力。
电阻与距离的长度成正比。
简介在计算管道沿程阻力损失(直管阻力)的公式中,λ-摩擦系数与雷诺数Re和壁面粗糙度ε有关,可以通过实验测量或计算。
层流如何确定一个通道的阻力系数对于层流,可以从理论上严格推断。
在工程中,湍流的确定有两种方法:一种是基于湍流半经验理论结合实验结果,另一种是直接根据实验结果综合阻力系数的经验公式。
前者具有更一般的含义。
沿途阻力系数变化规律3-8计算沿途水头损失的经验公式3-3--8沿途水头损失的经验公式3-9局部水头损失3-9局部水头损失3-7沿程阻力系数的变化规律可从本章各节中了解。
对于层流,沿程阻力系数的规律是已知的。
到目前为止,还没有一个沿程阻力系数的理论公式。
为了探索沿程阻力系数的变化规律,尼古拉斯进行了一系列实验研究,揭示了沿途水头损失的规律。
下面介绍这一重要的实验研究成果。
1尼古拉斯试验条件。
管道的人工粗糙表面:在管壁上粘上相同尺寸的均匀砂粒。
注:此粗糙表面与天然粗糙表面完全不同。
相对粗糙度:Δ/r0相对平滑度:r0/ΔΔ=dr0沿途阻力系数试验装置。
流体力学5-6沿程阻力
17
旧钢管及旧铸铁管
当v<1.2m/s
0.0179 d 0.3
1
0.867 v
0.3
当v >1.2m/s
0.021
d 0.3
舍维列夫公式是在水温为10oC,运动粘滞系数 ν=1.3×10-6m2/s的条件下得出的,前式适用于紊流过渡区, d 以m计,v 以m/s计;后式适用于阻力平方区, d 以m计
1932年尼古拉兹根据实验结果提
出了此式,n 为指数随雷诺数Re而变
化。该指数公式完全是经验性的,但 因公式形式简单,被广泛应用
u um ax
y r0
n
8
三、λ的半经验公式
1、尼古拉兹光滑管公式
1 2 lg Re
2.51
2、尼古拉兹粗糙管公式
1 2 lg 3.7d
Re vd
d l
2g v2
hf
算出若干组Re和λ值,将其点绘 在双对数坐标纸上,就得到=f(Re, ks /d)曲线,即尼古拉兹曲线图
2
3
尼古拉兹实验曲线
I.ab线层流区, =f(Re) ,=64/Re, Re<2300 II. bc线范围窄, =f(Re) , Re=2300~4000,层流向紊流
光滑区速度分布半经验公式
u 5.75lg yv 5.5
v
7
2.紊流粗糙区
u v
1
ln
y ks
c2
自然根对据数尼换古成常拉用兹对实数验,取便β=得0.4到、c2=8.48代入上式,并把
粗糙区速度分布半经验公式 u 5.75lg y 8.48
流体力学湍流阻力系数
尼古拉兹(J.Nikuradse)实验
•实验目的:为了确定λ=f(Re, ε/d)的变化规律。
德国学者(J.Nikuradse,1933-1934)首次进行了实验研究,具有重大的理论意义。
•实验方案:用人工制成的均匀颗粒粗糙圆管,考察6种不同的相对粗糙度的圆管中测出不同流速υ 、管长l 间的水头损失 h f 和水温,以推算Re=υd/ν 和沿程阻力系数λ。
•实验结果: 发现5个有显著规律的区域,揭示了λ=f(Re, ε/d)的影响关系。
1)层流区: λ=64/Re; 2)层-紊流过渡区; 3)光滑管区; 4)光滑管向粗糙管过渡区; 5)粗糙管区
工业管道实验——Moody 图
尼古拉兹实验揭示了管道流动的沿程阻力所产生的能量损失的规律,给出了沿程阻力系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度ε/d之间的依变关系,为管道的沿程阻力的计算提供了可靠的实验基础。
但是尼古拉兹实验曲线是在人工地把均匀的砂粒粘贴在管道内壁的情况下实验得出的,然而工业上所用的管道内壁的粗糙度则是自然的非均匀的和高低不平的。
因此,要把尼古拉兹曲线应用于工业管道,就必须作适当的修正。
在工业管道上应用比较广泛的是下面将要介绍的莫迪曲线图。
1944,英国人Moody 对各种工业管道进行了试验 1944
研究。
试验用的管道非常广泛,有:玻璃管、混凝土管、钢管、铜管、木管等,试验条件就是自然管道,管道的壁面就是天然管壁,而非人工粗糙面。
沿程阻力系数λ计算公式
沿程阻力系数λ计算公式
沿程阻力系数(Coefficient of Friction, λ)是用于描述物体在
沿一定路径或表面移动时所受到的阻力大小的一个参数。
计算沿程阻力系
数可以帮助我们理解和预测运动物体所受到的阻力大小,以及影响阻力的
因素。
1.牛顿第二定律应用:
沿程阻力力(F)可以由牛顿第二定律来计算,即F=m·a
其中m为物体的质量,a为物体的加速度。
通过实验或测量,可以测
得物体在给定路径上的加速度,然后利用该公式计算沿程阻力系数。
2.摩擦力计算:
当物体在平面上运动时,摩擦力是主要的沿程阻力。
摩擦力可以由Coulomb摩擦定律来计算。
摩擦力的大小可以用公式F=μ·N来表示
其中F为摩擦力,μ为摩擦系数,N为法向力。
摩擦系数μ一般是
通过实验测定得到的。
3.空气阻力计算:
当物体在流体(如空气)中运动时,主要存在的沿程阻力是空气阻力。
空气阻力可以用多种方法来估计。
一个常用的方法是根据物体在流体中的运动状态来近似计算空气阻力。
例如,当物体以较低速度在空气中运动时,空气阻力(F)可以用公
式F=0.5·C_d·ρ·A·V^2来计算
其中C_d为空气阻力系数,ρ为空气密度,A为物体在运动方向上的横截面积,V为物体的速度。
持续读取..。
管道阻力计算表格
紊流
7 工业管道当量糙粒高度(K)
mm
0.15
查的
8
工业管道相对粗糙度
/
0.001
9 查莫迪图沿程阻力系数(λ)
0.020
查的
10பைடு நூலகம்
紊流下限
m/s 0.035053333 和流速比较
11
紊流上限
m/s 1.418066667 和流速比较
12
管内流水的流速大于紊流上限值:λ=0.11*(K/d)0.25
13
管内流水的流速上下限值之间:λ=0.11*(K/d+68/Re)0.25
14
管内流水的流速小于下限值:λ=0.3164/Re0.25
15
沿程阻力系数(λ)
/
0.020
大于上限值
16
沿程阻力系数(λ)
/
0.020
上限值之间
17
沿程阻力系数(λ)
/
0.01208
小于下限值
18
沿程阻力损失(m)H=λ×L/d×υ2/2g
序号 1 2 3 4 5
名称 管内水的流速(υ)
管道直径(d) 运动粘度(ν) 动力粘度(η)
密度(ρ)
单位 m/s mm 10-6m2/s 10-6pa·s kg/m³
数值 1.5 150 0.478 469.9 983.2
备注
50℃水查的 50℃水查的 50℃水查的
6
雷诺数(Re)
/
470711
25 当量直径de=4R。当量直径应用到沿程阻力计算和雷诺数计算的公式中。
26
沿程阻力:H=λ×L/de×υ2/2g
27
雷诺数:Re=υde/ν
注:1、铝管和铜管当量粗糙度K≤0.01;2、玻璃管当量粗糙度K≤0.01;3、普通钢 管当量粗糙度K=0.02~0.1;4、镀锌钢管当量粗糙度K=0.15;5、生锈钢管当量粗糙 度K=0.5~1.0;6、铸铁管当量粗糙度K=0.25;7、塑料管当量粗糙度K=0.05;8、具 有轻度腐蚀的无缝钢管K=0.2~0.3;9、具有腐蚀的无缝钢管K=0.5以上;
沿程阻力系数
沿程阻力系数
沿程阻力系数是流体动力学研究中使用的一个重要参量,用来衡量在流体运行时所受到的空气阻力与它所带来的气动阻力之间的比。
其实,流动态学中应用到的多种耦合,如拖动和压力,都可以用沿程阻力系数来衡量。
在压差驱动的流体流动中,沿程阻力系数是表示流动比能量的重要参数。
他反映的是介质流动的效率,比如空气、水、石油等流体的密度。
一般情况下,当流体流过某一部分管路时,在流体的前面产生的阻力比在它的后面产生的阻力大的多。
因此,此时的沿程阻力系数可以用来衡量流体穿过某一部分管路所受到的阻力。
沿程阻力系数往往与管道和毛细管的形状、尺寸、内壁光滑程度等有关,它也能测量出不同密度和流速的流体穿过相同管道的比能量。
因此,它可以用来表明流体以何种方式流动的效率,以及流速的变化会影响流动效率有多大程度。
这也有助于我们研究管道布置与流体流利性之间的关系,从而提高流体运行的效率,减少流体阻力,以及降低设备选型所需要的能量消耗。
管道的沿程阻力系数
管道的沿程阻力系数一、引言管道的沿程阻力系数是描述流体在管道中传输过程中阻力大小的一个重要参数。
准确求解管道的沿程阻力系数对于尺寸设计和流体运行状态的分析具有重要意义。
本文将从理论和实践两个角度,全面深入地探讨管道的沿程阻力系数的计算方法和影响因素。
二、沿程阻力系数的定义与计算方法2.1 定义沿程阻力系数,通常用符号λ表示,是指在单位长度内,管道内流体流动时所受到的摩擦阻力与单位长度内动压力头之比。
2.2 计算方法根据经验公式和实验数据,常用的计算方法包括Darcy-Weisbach公式、Colebrook-White公式和离散元法等。
2.2.1 Darcy-Weisbach公式Darcy-Weisbach公式是根据实验数据拟合出来的经验公式,可用于计算非常规流体或复杂流动情况下的沿程阻力系数。
公式形式如下:f=2λD⋅v22g其中,f为Darcy摩阻系数,λ为沿程阻力系数,D为管道直径,v为流速,g为重力加速度。
2.2.2 Colebrook-White公式Colebrook-White公式是一种较为常用的计算沿程阻力系数的方法,适用于流速较高的情况。
公式形式如下:1√λ=−2⋅log(ϵ3.7D+2.51Re⋅√λ)其中,ε为绝对粗糙度,D为管道直径,Re为雷诺数。
2.2.3 离散元法离散元法是一种基于数值计算的方法,可以模拟管道内流体传输过程中的微观细节,得到更精确的沿程阻力系数。
该方法需要借助计算机进行模拟和计算,适用于复杂的流体运动情况。
三、沿程阻力系数的影响因素3.1 管道材质管道材质的不同导致其内表面的粗糙度不同,粗糙度对沿程阻力系数有重要影响。
光滑的内表面能减小摩擦阻力,从而减小沿程阻力系数。
3.2 管道直径管道直径的大小会影响雷诺数的大小,进而影响沿程阻力系数的计算。
较大直径的管道有较低的沿程阻力系数。
3.3 流体性质流体的黏度和密度也是影响沿程阻力系数的重要因素。
黏度越大,沿程阻力系数越大;密度越大,沿程阻力系数越小。
管道阻力计算表格
2.25 0.15 Re=υdρ/η Re=υd/ν
19.6 圆面积公式:πr2 圆周长公式:πd
19
沿程阻力损失(Pa)P=λ×L/d×ρυ2/2
20
管道长度(L)
m
100
N/kg
21
重力系数(g)
(m/s2)
9.8
地球表面附近
22
沿程阻力损失(m)
m
1.4970
23
非圆管道内沿程损失:水力半径:R=A/χ[A:过流断面面积;χ:过流断面接 触即润湿固体壁面部分的周长]
24 圆管水力半径:R=d/4[d:管道直径];矩形管水力半径:R=ab/2(a+b);
25 当量直径de=4R。当量直径应用到沿程阻力计算和雷诺数计算的公式中。
26
沿程阻力:H=λ×L/de×υ2/2g
27
雷诺数:Re=υde/ν
注:1、铝管和铜管当量粗糙度K≤0.01;2、玻璃管当量粗糙度K≤0.01;3、普通钢 管当量粗糙度K=0.02~0.1;4、镀锌钢管当量粗糙度K=0.15;5、生锈钢管当量粗糙 度K=0.5~1.0;6、铸铁管当量粗糙度K=0.25;7、塑料管当量粗糙度K=0.05;8、具 有轻度腐蚀的无缝钢管K=0.2~0.3;9、具有腐蚀的无缝钢管K=0.5以上;
紊流
7 工业管道当量糙粒高度(K)
mm
0.15
查的
8
工业管道相对粗糙度
/
0.001
9 查莫迪图沿程阻力系数(λ)
0.020
查的
10
紊流下限Biblioteka m/s 0.035053333 和流速比较
11
紊流上限
m/s 1.418066667 和流速比较
达西公式沿程损失
达西公式沿程损失一、达西公式的基本形式。
达西公式为h_f = λ(l)/(d)frac{v^2}{2g},其中:- h_f:沿程损失水头(单位:m),表示流体在管道中流动时由于粘性等因素沿流程产生的能量损失。
- λ:沿程阻力系数,是一个无因次量,其大小与流体的流动状态(层流或紊流)、管壁的粗糙度等因素有关。
- l:管道长度(单位:m),管道越长,沿程损失一般越大。
- d:管道直径(单位:m),管径越小,相对的沿程损失会越大。
- v:管道中流体的平均流速(单位:m/s),流速越大,沿程损失也越大。
- g:重力加速度(g = 9.81m/s^2)。
二、沿程阻力系数λ1. 层流时的λ值。
- 对于层流(Re≤2000,Re=(vd)/(ν)为雷诺数,ν为运动粘度),沿程阻力系数λ=(64)/(Re)。
- 这表明在层流状态下,沿程阻力系数仅与雷诺数有关,与管壁粗糙度无关。
2. 紊流时的λ值。
- 紊流(Re > 2000)时情况较为复杂。
- 当管壁相对光滑(光滑管区)时,λ可由布拉修斯公式λ=(0.3164)/(Re^0.25)计算,该公式适用于Re = 3000 - 10^5的范围。
- 对于粗糙管区,λ与雷诺数和相对粗糙度(Δ)/(d)(Δ为管壁绝对粗糙度)有关。
例如,尼古拉兹公式等可用于计算不同情况下的λ值。
三、达西公式的应用。
1. 管道系统水力计算。
- 在已知管道长度l、直径d、流体流速v、流体性质(以确定λ)的情况下,可以计算沿程损失h_f。
这对于设计管道系统,确定所需的泵扬程等非常重要。
例如,在给水工程中,计算从水源到用户的沿程水头损失,以确保有足够的压力将水输送到用户处。
2. 分析流动阻力对系统的影响。
- 通过达西公式可以分析不同因素(如管径变化、流速变化、管道粗糙度变化等)对沿程损失的影响。
例如,如果要减少沿程损失,可以增大管径(因为管径d在分母上),或者降低流速(流速v的平方与沿程损失成正比)。
水管系统各部件局部阻力系数
并联环路压力损失的最大允许差值双管同程:15%双管异程:25%附录C 当量长度表所谓水泵的选取计算其实就是估算(很多计算公式本身就是估算的),估算分的细致些考虑的内容全面些就是精确的计算。
特别补充:当设计流量在设备的额定流量附近时,上面所提到的阻力可以套用,更多的是往往都大过设备的额定流量很多。
同样,水管的水流速建议计算后,查表取阻力值。
关于水泵扬程过大问题。
设计选取的水泵扬程过大,将使得富裕的扬程换取流量的增加,流量增加才使得水泵噪音加大。
特别的,流量增加还使得水泵电机负荷加大,电流加大,发热加大,“换过无数次轴承”还是小事,有很大可能还要烧电机的。
另外“水泵出口压力只有0.22兆帕”能说明什么呢?水泵进出口压差才是问题的关键。
例如将开式系统的水泵放在100米高的顶上,出口压力如果是0.22MPa,就这个系统将水泵放在地上向100米高的顶上送,出口压力就是0.32MPa了!1、水泵扬程简易估算法暖通水泵的选择:通常选用比转数ns在130~150的离心式清水泵,水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1~1.2倍(单台取1.1,两台并联取1.2。
按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O,水泵扬程(mH2O):Hmax=△P1+△P2+0.05L(1+K)△P1为冷水机组蒸发器的水压降。
△P2为该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。
L为该最不利环路的管长K为最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值,当最不利环路较长时K值取0.2~0.3,最不利环路较短时K值取0.4~0.62、冷冻水泵扬程实用估算方法这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成,因为这种系统是最常用的系统。
1.冷水机组阻力:由机组制造厂提供,一般为60~100kPa。
2.管路阻力:包括磨擦阻力、局部阻力,其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。
若取值大则管径小,初投资省,但水泵运行能耗大;若取值小则反之。
紊流的沿程阻力系数
紊流的沿程阻力系数
(In-Stream order resistance coefficient K_2)
可以使用静力学理论来计算沿流阻力系数K_2。
静力学理论是一种物理学的分析方法,它以流体的压力分配为基础,用于研究流体的结构以及流体之间的相互作用。
根据静力学原理,沿程阻力系数K_2表示流体在不同压力之间流动时产生的阻力程度,压力加上K_2为流体运动的最终结果。
K_2系数受流体流经的形状、粗糙度和不同材料等多种因素的影响,因此K_2值会随着外力及流体运动速度的变化而不同。
一般来说,K_2值越小,表明沿程抗力越弱,流体流动越容易。
沿程阻力系数测定
沿程阻力系数测定实验台实验指导书沿程阻力系数测定实验台实验指导书一、实验目的1、测定流体在等直圆中流动不同雷诺数Re 时的沿程阻力系数λ,并确定它们之间的关系。
2、了解流体在道中流动时能量损失的测量计算方法。
二、实验原理流体在管道中流动时,由于流体的粘性作用产生阻力,阻力表现为流体的能量损失。
当对L 长度两断面列能量方程式时,可以求得L 长度上的沿程水头损失:f h f =P 1+2P γ=h2-1h =△h[m]根据达西公式:=h λL d ·V 22g[m]实验测得△h (=h ƒ),再测量出流体的流量Q ,并计算出管道断面的平均流速V ,即可求得沿程阻力系数λ:f h d ·2g V 2L =λ式中:d — 试验管内径 [m]² g — 重力加速度 [m/s]三、实验装置(见图1)实验台主要由二根不同的实验管路组成。
每根管子中间L 长度的两断面上设有测压孔,可用压差板测出管路实验长度L 上的沿程损失;管路的流量测量采用体积法测量。
利用水泵将储水箱中的水打入试验管路,经稳流箱稳定水流,再通过出水阀门控制出水流量。
通过计量水箱返回储水箱。
图 1四、实验操作1、实验前的准备(1)熟悉实验装置的结构及其流程。
(2)启动水泵,调整上水阀,使稳压水箱有适量溢流,并排除压差板上测压玻璃管中的空气,移动滑尺,即可读取数据。
(3)测试水温。
2、测录数据(1)调节出水阀门,使压差计的压差指示△h约为20㎜左右,以这个压差为第一个试验点,并记录相应的水流流量Q。
(2)逐次开大出水阀门的开度,测读相应的压差值△hƒ和流量Q。
建议做6~10个测试点直到压差达到接近最高高度为止。
(3)本实验台可以进行不同粗细管道二组实验的测试,试验方法同上。
五、实验数据处理实验测试数据和计算结果可填入下表: d= ㎜ L= ㎜ 水温= ℃νd V =Re △h λ=L 2V 2gd式中:△h — 应换算成水柱高[mmH2O] V — 可查表或从水的粘温曲线上求得最后,可根据测算的Re 和λ值在双对数坐标纸上标绘出两者的关系点及其关系曲线;并可与教材上的图线相比较。
管内沿程阻力系数测定
实验六 管内沿程阻力系数测定(一) 实验目的:通过实验掌握管内沿程阻力的测试方法。
(二) 基本原理:流体沿内径均匀的管道流动时,由于流体的粘性沿程水头损失f h 的大小与管长l 、管径d 、管壁粗糙度Δ、流体的平均流速V 密度ρ和粘度μ有关。
跟据相似原理分析,f h 可由以下关系式表示:g V d L d R f h e f 22∙⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∙= (8—1) 令 ⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∙=d R f e λ (8—2)则 gVdl h f 22∙=λ(8—3)沿程阻力系数λ是雷诺数和管壁对粗糙度Δ/的函数,它可以由理论推导及用实验的方法获得实验曲线或经验公式求得。
对于层流流动沿程阻力系数是用分析方法推导出来,并且以为实验所证实,而对于湍流流动, 沿程阻力系数的计算公式,则是人们在实验的基础上提出某些假设,经过分析和根据实验进行修正.而归纳出来的半径验公式,下面简单介绍一些常用公式:1. 层流区: e R <232∆eR 64=λ (8—4)2.湍流光滑管区:3798.262320⎪⎭⎫⎝⎛∆<<d R e (8—5)3.湍流粗糙管过渡区:85.0372416198.26⎪⎭⎫⎝⎛∆<<⎪⎭⎫ ⎝⎛∆d R d eeR d88.20096.0/=∆+=λ (8—6)式中/∆ 代表一种正比于圆壁平均凹凸的粗糙长度。
4.湍流粗糙平方阴力区:85.024160⎪⎭⎫⎝⎛∆>d R e222874.1-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=d λ (8—7)在教学实验条件的限制下,只能就一种特定d∆的管道,在不同的e R 下做若干个实验点,把这些实验点联成一条()e R f =λ曲线,这条曲线的某一段可以用一个经验公式来表达。
本实验中流速V 可由流量计测得流量后经计算而得,沿程损失f h 可用差压计测得,水平安装的管道,沿程损失水头损失与管道两端压差关系为:gp p h f ρ21-=(8—8) 用所求得的流速V 和沿程损失f h 及管道直径d ,管道长度L 即可求得管道沿程阻力系数λ,同时也可求出νVdR e =,即可画出λ与e R 的关系曲线。
重大流体力学实验5(沿程水头损失)
1)关闭压差计连通管上的止水夹,全开流量调节阀,15秒时间测算流量、测读电测仪读数、测量水体的温度。
2)逐步关小循环水泵上的旁通阀,使电测仪读数第一次递增150cm,第二次关闭,分别记录相应数据。
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
沿程水头损失与沿程阻力系数计算表
序号
体积V/
时间t/s
371.14
27.4
0.00850
30000
103
7
1816
7.2
252.2
664.79
27.9
0.00840
55000
283
8
1534
4.8
319.6
842.46
28.5
0.00829
71000
407
六、实验结果及分析
流量Q/( /s)
流速v/(cm/s)
水温T/
黏度 /(c /s)
雷诺数Re
压差计读数
沿程水头损失 /cm
沿程阻力系数
Re<2000 =64/Re
1
460
180
2.56
6.75
24.8
0.009
520
23.6
23.3
0.3
0.12
2
808
180
4.49
11.84
25.9
0.00898
916
23.7
23.1
4、分析沿程阻力系数与雷诺数 的关系。
二、实验原理
两过流断面之间的总水头损失等于沿程损失,等于两断面的测压管水头差。 ,有压圆管流的沿程水头损失计算公式变为:
在层流运动中,沿程阻力系数为:
风管沿程阻力计算方法
风管沿程阻力计算方法布质风管系统在沿管长方向上还有由于摩擦阻力和局部阻力造成的压力损失。
因为压力损失与风速成正比关系,当气流沿管长方向风速越来越小时,阻力损失也不断下降。
与此同时,风管个标准件以及出风口也存在局部阻力损失。
布质风管系统中以直管为主,系统中三通、弯头及变径很少,一般以沿程阻力损失为主,空气横断面形状不变的管道内流动时的沿程摩擦阻力按下式计算:——摩擦阻力系数;——风管内空气的平均流速,m/s;——空气的密度,kg/m3;——风管长度,m;——圆形风管直径(内径),m;摩擦阻力系数是一个不定值,它与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。
根据对纤维材料和布质风管系统的综合性研究得到摩擦阻力系数不大于0.024(铁皮风管大约0.019),由于布质风管风管延长度方向上都有送风孔,管内平均风速就是风管入口速度的1/2。
由此可见,布质风管风管的延程损失比传统铁皮风管要小的多。
部件局部压损计算当布质风管风管内气流通过弯头、变径、三通等等部件时,断面或流向发生了变化,同传统风管一样会产生相应的局部压力损失:Z:局部压力损失(pa)ξ:局部阻力系数(主要由试验测得,同传统风管中类似)ρ:空气密度(kg/m3)v:风速(m/s)为了减少布质风管系统的局部损失,我们通常进行一定的优化设计:1.综合多种因素选择管经,尽量降低管道内风速。
2.优化异形部件设计,避免流向改变过急、断面变化过快。
根据实际工程经验,我们总结出各种布质风管部件的局部阻力值(风速=8m/s),如下表:弯头(曲率=1)等径三通变径(渐缩角30度)静压箱10 pa 12 pa 3 pa 46 pa例如:某超市压损计算说明对于该超市,AHU 空调箱风量为36000CMH,选取编号AHU-14号空调箱系统,主管尺寸为2000*610mm,共有5支支管,支管管径为55 9mm。
选取最长不利环路25米主管+20.6米支管作为计算依据;1,沿程阻力损失计算:主管:25米,2000*610mm,当量直径,支管道:20.6米,559mm,,2,局部阻力损失计算:等径三通局部损失为12Pa,对于变径三通取20Pa.最长不利环路压损为20+8.5+6=34.5Pa.可见布质风管系统尤其是直管系统的沿程阻力损失非常小,一般不会超过静压复得的值,所以在粗算时基本可以忽略不计!。
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沿管道的阻力系数可以在模型图中找到,即λ,re和K / D的关系曲线,通常在液压系统中可用。
K是管内壁的绝对粗糙度。
沿管道的水头损失的计算:H =λ(L / D)[v ^ 2 /(2G)]
对于管道层流:λ= 64 / re(雷诺数Re = VD /ν)
对于圆管的粗过渡区:1 /√(λ)=-2 * LG [K /(3.7d)+ 2.51 / re√(λ)]
对于圆管的湍流粗糙区域:1 /√(λ)=-2 * LG [K /(3.7d)]也可以用作λ= 0.11(K / D)^ 0.25
也有许多经验公式:
例如,钢管和铸铁管的舍夫列夫公式为:过渡粗糙区(V <1.2m / s):λ=(0.0179 / D ^ 0.3)*(1 + 0.867 / V)^ 0.3;电阻平方面积(V> = 1.2m / s):λ= 0.21 / D ^ 0.3摩擦阻力:当流体流过一定直径的直管时,由于流体的内摩擦而产生阻力。
电阻与距离的长度成正比。
简单的介绍
在用于计算沿管道的电阻损耗(直管电阻)的公式中,λ-摩擦系数与雷诺数Re和壁粗糙度ε有关,可以通过实验测量或计算。
层流
一路电阻系数的确定方法
对于层流,可以严格从理论推论得出。
在工程中,湍流是通过以下两种方式确定的:一种是基于湍流的半经验理论并结合实验结果,另一种是直接基于实验结果来合成阻力系数的经验公式。
前者具有更普遍的意义。
沿程阻力系数的变化规律3-8 计算沿程水头损失的经验公式3 3--8 8 计算沿程水头损失的经验公式3-9 局部水头损失3 3--9 9 局部水头损失3-7 沿程阻力系数的变化规律由本章各节可知,沿程阻力系数的规律,除了层流已知外,对于紊流到目前为止,尚没有沿程阻力系数的理论公式。
尼古拉孜为了探求沿程阻力系数的规律,进行了一系列试验研究,揭示了沿程水头损失的规律。
下面介绍这一重要的试验研究成果。
一、尼古拉孜试验试验条件管道人工粗糙面:将大小一致的均匀砂粒粘贴在管壁上注意:这种粗糙面和天然粗糙面完全不同相对粗糙度:Δ/ r0相对光滑度:r0/ ΔΔ=dr0 沿程阻力系数的试验装置。