IM411032 流體的阻力及損失式

流體的阻力是造成能量損失(即阻力損失)的原因。一種是由于流體的黏滯性和慣性引起的沿程阻力損失;另一種是由于管路界面突然擴(kuò)大或縮小等原因，固體壁面對流體的阻滯作用和擾動作用引的稱為局部阻力損失。

液體阻力損失通常用單位重量流體的能量損失(或稱水頭損失)h1來表示，氣體則常用單位體積內(nèi)的流體的能量損失(或稱壓強(qiáng)損失)》p1來表示。

(1)沿程阻力與沿程阻力損失

(2)局部阻力與局部阻力損失

(3)層流阻力與紊流阻力

化，顯示出不規(guī)則性，但是整個流體仍沿著主流方向運(yùn)動o

● 在圓管中，流體的流動狀態(tài)和平均流速v、管徑d運(yùn)動黏滯系數(shù) 有關(guān)。將上述三個參數(shù)合成一個無因次數(shù)，稱為雷諾數(shù)，用Re表示。

實驗表明，臨界雷諾數(shù)值約為20000。雷諾數(shù)大于2000時，流態(tài)為紊流;雷諾數(shù)小于2000時為層流。紊流阻力比層流阻力大得多。

(4)流體能量總損失

● 根據(jù)長期實踐的經(jīng)驗，把能量損失的計算問題轉(zhuǎn)化為求阻力系數(shù)的問題。把能量損失寫成流速水頭倍數(shù)的形式，在列能量方程時，可以把它與流速水頭合并成一項以便于計算。由于影響的因素復(fù)雜，公式中兩個無因次系數(shù)入和串，必須借助分析一些典型的實驗成果，用經(jīng)驗的或半經(jīng)驗的方法求得。

● 流體能量總損失：

流體能量總損失等于各管段沿程損失與各局部損失的總和。

(5)減少阻力的措施

● 減小管壁的粗糙度和用柔性邊壁代替剛性邊壁;

● 防止或推遲流體與壁面的分離，避免旋渦區(qū)的產(chǎn)生或減小旋渦區(qū)的大小和強(qiáng)度。

● 對于管道的管件采取的減小阻力措施：一般直徑d較小的彎管，合理地采用曲率半徑尺，可以減少阻力.截面較大的通風(fēng)彎管需安裝形式合理的導(dǎo)流片，達(dá)到減少局部阻力的效果。對于管子截面變化的變徑管，應(yīng)采用一定長度的漸縮管或漸擴(kuò)管。對于三通或四通可設(shè)置導(dǎo)流隔板.

● 在流體內(nèi)部投加極少量的添加劑，使其影響流體運(yùn)動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)減阻。

(6)減少泵與風(fēng)機(jī)的能量損失

● 泵與風(fēng)機(jī)的能量損失通常其產(chǎn)生原因分為三類，即水力損失、容積損失、機(jī)械損失。

● 水力損失：大小與過流部件的幾何形狀、壁面粗糙度以及流體的黏性密切相關(guān)。水力損失包括：進(jìn)口損失、撞擊損失、葉輪中的水力損失、動壓轉(zhuǎn)換和機(jī)殼出口損失。

● 容積損失;通常用容積效率表示容積損失的大小。減小回流量的措施通常是盡可能增加密封裝置的阻力;盡可能縮小密封環(huán)的直徑，從而降低其周長流通面積減少。

●機(jī)械損失：泵和風(fēng)機(jī)的機(jī)械損失包括軸承和軸封的摩擦損失;葉輪轉(zhuǎn)運(yùn)時其外表與機(jī)殼內(nèi)流體之間發(fā)生的圓盤摩擦損失。通常用機(jī)械效率表示機(jī)械損失的大小。

●泵與風(fēng)機(jī)的全效率等于水力效率、容積效率、機(jī)械效率的乘積。

● 泵與風(fēng)機(jī)的實際性能曲線：流量與揚(yáng)程(Q—H)曲線大致可分為三種： a為平坦型，b為陡降型c為駝峰型。平坦型的流量與揚(yáng)程曲線表示當(dāng)流量變動很大時能保持基本恒定的揚(yáng)程。陡降型曲線則相反，鄖流量變化時，揚(yáng)程的變化相對較大。駝峰型曲線表示當(dāng)流量是自零逐漸增加時，揚(yáng)程上升達(dá)到最高值后開始下降。駝峰型的泵或風(fēng)機(jī)在一定的運(yùn)行條件中，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定工作，這種不穩(wěn)定工作，顯然應(yīng)當(dāng)避免。

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（責(zé)任編輯：中大編輯）

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