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動o

● 在圓管中，流體的流動狀態(tài)和平均流速v、管徑d運動黏滯系數(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.截面較大的通風彎管需安裝形式合理的導流片，達到減少局部阻力的效果。對于管子截面變化的變徑管，應采用一定長度的漸縮管或漸擴管。對于三通或四通可設置導流隔板.

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

(6)減少泵與風機的能量損失

● 泵與風機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：進口損失、撞擊損失、葉輪中的水力損失、動壓轉(zhuǎn)換和機殼出口損失。

● 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。

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

●泵與風機的全效率等于水力效率、容積效率、機械效率的乘積。

● 泵與風機的實際性能曲線：流量與揚程(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。平坦型的流量與揚程曲線表示當流量變動很大時能保持基本恒定的揚程。陡降型曲線則相反，鄖流量變化時，揚程的變化相對較大。駝峰型曲線表示當流量是自零逐漸增加時，揚程上升達到最高值后開始下降。駝峰型的泵或風機在一定的運行條件中，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定工作，這種不穩(wěn)定工作，顯然應當避免。

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（責任編輯：中大編輯）

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