流體的阻力及阻力損失
1、基本概念
流體的阻力是造成能量損失(即阻力損失)的原因。在實際管路中,造成阻力損失的原因,一種是由于流體的粘滯性和慣性引起的,在管路各部分都存在的稱為沿程阻力損失;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起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)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
①當流體流經管路系統中的閥門,突然擴大,突然縮小等管配件時,邊界發生急劇變化,出現了旋渦區和速度分布的改組,流動阻力大大增加,形成比較集中的能量損失,這種阻力稱為局部阻力。
(3)層流阻力與紊流阻力
①流態
②流態的判別準則-臨界雷諾數
雷諾數的大小直接決定著流體的流態。雷諾數小于2000時為層流。
③層流阻力與紊流阻力
流態與管道的沿程阻力和局部阻力有直接關系,同樣的管道系統,紊流阻力比層流阻力大得多,所以在條件允許下,應使管內的流態盡量保持層流。
2、流體能量損失
(2)減小阻力的措施
①減小管壁的粗糙度和用柔性邊壁代替剛性邊壁
②防止或推遲流體與壁面的分離,避免旋渦區的產生或減小旋渦區的大小和強度。
3 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R,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。
3、減少泵與風機的能量損失
由于流體在泵與風機中流動情況十分復雜,現在還不能用分析方法精確地計算其能量損失,所以各制造商目前都只能采用實驗方法直接得出性能曲線。但從理論研究其能量損失并將這些損失加以分類整理,指出它們的基本概況,可以找出減少能量損失的途徑。
(1)泵與風機的能量損失通常其產生原因分為三類,即水力損失、容積損失、機械損失。
(2)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。
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