阻力損失
編輯術語摩擦損失(或摩擦損失)具有許多不同的含義,具體取決于其上下文。
工程
編輯無論流體是完全封閉在管道或管道中,還是表面向空氣開放,阻力損失都是一個重要的工程問題。
- 從歷史上看,它是貫穿人類歷史的各種渡槽中的一個問題。 它也與下水道有關。 系統的研究可以追溯到渡槽工程師亨利達西。
- 河床中的自然流動對人類活動很重要; 河床中的摩擦損失對水流高度有影響,在洪水期間尤其顯著。
- 石化產品輸送管道的經濟性受摩擦損失的影響很大。 亞馬爾-歐洲管道以每年 32.3×109 立方米氣體的體積流量輸送甲烷,雷諾數大于 50×106。
- 在水電應用中,由于水槽和壓力管道中的表面摩擦而損失的能量無法用于有用的工作,例如發電。
- 在制冷應用中,通過管道或冷凝器泵送冷卻液會消耗能量。 在分體式系統中,輸送冷卻劑的管道取代了 HVAC 系統中的空氣管道。
計算體積流量
編輯在下面的討論中,我們將體積流量 V?(即每次流動的流體體積)定義為
V ˙ = π r 2 v {\displaystyle {\dot {V}}=\pi r{2}v}
在哪里
r = 管道半徑(對于圓形截面的管道,管道的內半徑)。v = 流體流過管道的平均速度。A = 管道的橫截面積。
在長管道中,壓力損失(假設管道是水平的)與涉及的管道長度成正比。阻力損失則為每單位管道長度 L 的壓力變化
當壓力以該流體柱的等效高度表示時,就像水一樣,摩擦損失表示為 S,即每根管道的水頭損失,一個無量綱量,也稱為水力斜率。
ρ = 流體密度,(SI kg / m3)g = 局部重力加速度;
表征摩擦損失
編輯阻力損失是由管道表面和內部流動的流體之間的剪切應力引起的,取決于流動條件和系統的物理特性。
其中 V 是平均流體速度,D 是(圓柱形)管道的直徑。 在這個表達式中,流體本身的特性被簡化為運動粘度
直管阻力損失
均勻、直的管道部分中的摩擦損失,稱為主要損失,是由粘度、流體分子相互運動或與管道(可能粗糙)壁運動的影響引起的。 在這里,它受流是層流 (Re < 2000) 還是湍流 (Re > 4000) 的影響很大:
- 在層流中,損失與流體速度 V 成正比; 該速度在大部分流體和管道表面之間平滑變化,此處為零。 管道表面的粗糙度既不影響流體流動也不影響摩擦損失。
- 在湍流中,損失與流體速度 V2 的平方成正比; 此處,管道表面附近的一層混沌渦流和渦流(稱為粘性子層)形成了向整體流動的過渡。 在這個領域,必須考慮管道表面粗糙度的影響。 將粗糙度表征為粗糙度高度 ε 與管道直徑 D 之比(即相對粗糙度)很有用。 三個子域與湍流有關:
- 在光滑管道領域,摩擦損失對粗糙度相對不敏感。
- 在粗糙的管道域中,摩擦損失由相對粗糙度決定,并且對雷諾不敏感
內容由匿名用戶提供,本內容不代表www.gelinmeiz.com立場,內容投訴舉報請聯系www.gelinmeiz.com客服。如若轉載,請注明出處:http://www.gelinmeiz.com/195039/