局部阻力损失的计算1阻力系数法ξ

局部阻力损失的计算1阻力系数法ξ

阻力系数法的基本原理是通过实验获取不同局部结构的阻力系数，并

根据局部结构的特征和流体的特性，将阻力系数法应用于局部阻力损失的

计算。

一、阻力系数的定义

阻力系数（或称为局部阻力系数）是指在单位长度的管道或局部结构

上单位流体速度下，单位长度的局部阻力损失与流体的动力压力之比。阻

力系数通常用希腊字母ξ表示，其计算公式为

ξ=(Δp/(ρgL))*(D/A)^2，其中Δp为局部阻力损失、ρ为流体密度、

g为重力加速度、L为管道或局部结构的长度、D为管道或局部结构的直径、A为流通面积。

二、常见局部结构的阻力系数

1.突变结构：当管道因突然变径或条件变化引起流速的突变时，一般

会产生局部阻力损失。突变结构的阻力系数一般按实验方法进行测定。

2. 弯头（Bend）：当管道发生曲线时，由于曲线半径较小，流体流

速增大，从而产生局部阻力损失。弯头的阻力系数一般根据实验数据和理

论计算得到。

3. 阀门（Valve）：阀门的阻力系数是衡量阀门开启程度对流体流动

的阻力影响大小的指标。通常，阀门的阻力系数由制造商提供，也可以根

据实验数据进行测定。

4. 突出物（Protrusion）：当管道中存在突出物时，如螺纹、法兰等，会引起局部阻力损失。突出物的阻力系数一般根据实验数据进行测定。

5. 收缩孔（Contraction）：当管道中存在收缩孔时，由于截面变小，流体流速增大，从而产生局部阻力损失。收缩孔的阻力系数一般根据实验

数据和理论计算得到。

6. 扩张孔（Expansion）：当管道中存在扩张孔时，由于截面变大，

流体流速减小，从而产生局部阻力损失。扩张孔的阻力系数一般根据实验

数据和理论计算得到。

三、阻力系数法的应用

根据局部结构的特征和流体的特性，可以计算不同局部阻力损失的阻

力系数，并将局部阻力损失转化为阻力系数的形式进行计算。具体步骤如下：

1.根据实验数据或理论计算，获取不同局部结构的阻力系数。

2.根据流体的流速、密度和管道或局部结构的特征，计算出局部结构

的局部阻力损失。

3.根据阻力系数的定义，将局部阻力损失转化为阻力系数的形式，将

阻力系数乘以流体的动力压力，可以得到局部阻力损失。

4.将局部阻力损失与其余部分的总阻力损失相加，得到整体流动系统

的总阻力损失。

阻力系数法在流体力学中广泛应用于局部阻力损失的计算，通过测定

不同局部结构的阻力系数，可以准确地评估流体在局部结构中的阻力损失

情况，并为流体工程设计和优化提供参考。

局部阻力系数

阻力分为多种阻力，其中空气阻力Fw它的计算公式是：Fw=1/16·A·Cw·v2(kg)，v为行车速度，单位：m／s；A为汽车横截面面积，单位：m2：Cw为风阻系数。 局部阻力系数(coefficient of local resistance) 与流体方向和速度变化有关的系数 具体指:流体流经设备及管道附件所产生的局部阻力与相应动压的比值，其值为无量纲数。 功能:用于计算流体受局部阻力作用时的能量损失。 公式:动压= 局部阻力系数*ρ*V*V*1/2 其中λ为摩擦系数，量纲为一;1为管长;d为管径;ρ为流体密度;u为流速。 本式表明流体流动阻力△pf与流动管道长度呈正比;与管道直径呈反比，与流体动能pu2/2呈正比。 其中le为当量长度，即将局部阻力折合成相当长度的直管来计算;ζ成为局部阻力系数。le和ζ都是由实验来确定的。 空气阻力跟速度成平方正比关系，也就是说：速度增加1倍，汽车受到的阻力就会增加3倍。因此高速行驶汽车对空气阻力的影响非常明显，车速高，发动机就要将相当一部分的动力，或者说燃油能量用于克服空气阻力。换句话讲，空气阻力小不仅可以节约燃油，在发动机功率相同的条件下，还能达到更高的车速。 风阻是车辆行驶时来自空气的阻力，一般空气阻力有三种形式： 第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力，就像拿一块木板

顶风而行，所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。 ◆第二是摩擦阻力，空气与划过车身一样会产生摩擦力，然 而以一般车辆能行驶的最快速度来说，摩擦阻力小到几乎可以忽略。 ◆第三则是外型阻力(下图可说明何谓外型阻力)，一般来说， 车辆高速行驶时，外型阻力是最主要的空气阻力来源

第八讲 局部阻力及总能量损失的计算

第八讲 局部阻力及总能量损失的计算 【学习要求】 1．知道局部阻力是流体流经管路中的管件、阀门及截面的突然扩大或突然缩小等局部地方所引起的阻力。 2．了解局部阻力系数 的求法，掌握阻力系数法求算局部阻力。 3．理解当量长度的概念，会查阅湍流情况下某些管件与阀门的当量长度，掌握用当量长度法求算局部阻力。 4．记住总能量损失的计算公式，会比较熟练地进行总能量损失的计算。 【预习内容】 1．流体在管路中流动的阻力分为 和 两种。 2．用于计算直管阻力的范宁公式为 或 。 3．计算直管阻力时关键是要找出摩擦因数λ。摩擦因数λ的大小与 和 有关。 4．滞流时摩擦因数λ只与 有关，而与 无关。 5．在完全湍流区，摩擦因数λ只与 有关，而与 无关。 6．在计算非圆形管道的Re 、h f 时，式中的d 应换以 。求算λ时ε／d 中的d 也应换成 ，但式中的流速u 是指真实速度，应采用实际流通面积计算，而不能采用 去计算。 【学习内容】 一、阻力系数法 1．阻力系数法的计算公式 h f ′= ζ u 22 或 Δp f ′= ζρu 22 2．阻力系数的求法 （1）突然扩大与突然缩小 计算突然扩大与突然缩小的局部阻力时，流速应以 中的流速为准。 （2）进口与出口 ζ进 = ；ζ出 = 。 （3）管件与阀门 管件与阀门的局部阻力系数可通过查表求得 二、当量长度法 1． 称为当量长度。 2．用当量长度法的计算公式为 h f ′= λl e d u 22 或 Δp f ′= λl e d ρu 22 三、管路总能量损失的计算 1．管路的总阻力为 与 之和。 2．由于局部阻力有两种计算方法，所以总阻力也有两种计算方法，其计算公式分别为： Σh f =λ l+Σl e d u 22 Σh f =（λl d + Σζ）u 22 【典型例题】 例1 相对密度为1.1的某水溶液，由贮槽经20m 长的直管流入另一个大贮槽。管路为 φ114×4m m 钢管。其上有2个90°标准弯头和1个全开闸阀。溶液在管内的流速为1m ／s ， 粘度为1cP 。试分别用阻力系数法和当量长度法求总压头损失。

(完整版)管道内的局部阻力及损失计算

第四节管道内的局部阻力及损失计算 在实际的管路系统中，不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失，而且也存在有各种各样的其它管件，如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等，当流体流过这些管道的局部区域时，流速大小和方向被迫急剧地发生改变，因而出现流体质点的撞击，产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。此时由于粘性的作用，流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换，从而阻碍着流体的运动。这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失，其阻力称为局部阻力。因此一般的管路系统中，既有沿程损失，又有局部损失。 4.4.1 局部损失的产生的原因及计算 一、产生局部损失的原因 产生局部损失的原因多种多样，而且十分复杂，因此很难概括全面。这里结合几种常见的管道来说明。 （）（） 图4.9 局部损失的原因 对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到 2 截面处流体充满了整个管截面。在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。 图4.9（）给出了弯曲管道的流动。由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。在管壁的外侧，压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。 综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。当然在 1-2之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。在测量局部损失的实验中，实际上也包括了沿程损失。 二、局部损失的计算 如前所述，单位重量流体的局部能量损失以表示

局部阻力损失的计算方法

局部阻力损失的计算方法 弯头的局部阻力损失计算方法： 1.直线风阻系数法 根据实验公式，可得到弯头的局部阻力系数，然后用风阻系数乘以管 道中的动压即可得到弯头的局部阻力损失。 2.公式法 根据实验数据，可以通过一系列的实验得到弯头的局部阻力损失公式，其中包括弯度角、弯头半径、流速等参数。 3.经验公式法 根据实际工程经验，可以得到一些常用的弯头的局部阻力损失经验公式，通过对比实际工程和经验公式计算结果的准确性，可得到适用于实际 工程的公式。 管嘴的局部阻力损失计算方法： 1.静压法 根据连续性方程和伯努利定律，可得到管嘴的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、喉部速度、出口速度等参数。 2.动量法 根据动量平衡原理，可以推导出管嘴的局部阻力损失计算公式，其中 包括入口速度、出口速度等参数。 3.经验公式法

通过实验得到一些常用的管嘴的局部阻力损失经验公式，可直接计算。 管套的局部阻力损失计算方法： 1.静压法 根据连续性方程和伯努利定律，可得到管套的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、喉部速度、出口速度等参数。 2.动量法 根据动量平衡原理，可以推导出管套的局部阻力损失计算公式，其中 包括入口速度、出口速度等参数。 3.经验公式法 通过实验得到一些常用的管套的局部阻力损失经验公式，可直接计算。 在计算局部阻力损失时，首先需要确定液体的流速、管道的直径等基 本参数。然后根据不同的计算方法，选择对应的公式或实验数据，计算得 到局部阻力系数或经验公式，并将其与流体的动压相乘，得到局部阻力损失。 总之，计算局部阻力损失可以采用不同的方法，如实验法、公式法和 经验公式法。根据具体的工程情况和可用的数据，选择适合的方法进行计算，以得到准确的局部阻力损失值。

局部阻力损失的计算1阻力系数法ξ

局部阻力损失的计算1阻力系数法ξ 阻力系数法的基本原理是通过实验获取不同局部结构的阻力系数，并 根据局部结构的特征和流体的特性，将阻力系数法应用于局部阻力损失的 计算。 一、阻力系数的定义 阻力系数（或称为局部阻力系数）是指在单位长度的管道或局部结构 上单位流体速度下，单位长度的局部阻力损失与流体的动力压力之比。阻 力系数通常用希腊字母ξ表示，其计算公式为 ξ=(Δp/(ρgL))*(D/A)^2，其中Δp为局部阻力损失、ρ为流体密度、 g为重力加速度、L为管道或局部结构的长度、D为管道或局部结构的直径、A为流通面积。 二、常见局部结构的阻力系数 1.突变结构：当管道因突然变径或条件变化引起流速的突变时，一般 会产生局部阻力损失。突变结构的阻力系数一般按实验方法进行测定。 2. 弯头（Bend）：当管道发生曲线时，由于曲线半径较小，流体流 速增大，从而产生局部阻力损失。弯头的阻力系数一般根据实验数据和理 论计算得到。 3. 阀门（Valve）：阀门的阻力系数是衡量阀门开启程度对流体流动 的阻力影响大小的指标。通常，阀门的阻力系数由制造商提供，也可以根 据实验数据进行测定。 4. 突出物（Protrusion）：当管道中存在突出物时，如螺纹、法兰等，会引起局部阻力损失。突出物的阻力系数一般根据实验数据进行测定。

5. 收缩孔（Contraction）：当管道中存在收缩孔时，由于截面变小，流体流速增大，从而产生局部阻力损失。收缩孔的阻力系数一般根据实验 数据和理论计算得到。 6. 扩张孔（Expansion）：当管道中存在扩张孔时，由于截面变大， 流体流速减小，从而产生局部阻力损失。扩张孔的阻力系数一般根据实验 数据和理论计算得到。 三、阻力系数法的应用 根据局部结构的特征和流体的特性，可以计算不同局部阻力损失的阻 力系数，并将局部阻力损失转化为阻力系数的形式进行计算。具体步骤如下： 1.根据实验数据或理论计算，获取不同局部结构的阻力系数。 2.根据流体的流速、密度和管道或局部结构的特征，计算出局部结构 的局部阻力损失。 3.根据阻力系数的定义，将局部阻力损失转化为阻力系数的形式，将 阻力系数乘以流体的动力压力，可以得到局部阻力损失。 4.将局部阻力损失与其余部分的总阻力损失相加，得到整体流动系统 的总阻力损失。 阻力系数法在流体力学中广泛应用于局部阻力损失的计算，通过测定 不同局部结构的阻力系数，可以准确地评估流体在局部结构中的阻力损失 情况，并为流体工程设计和优化提供参考。

局部阻力说明

管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。 一、摩擦阻力 根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算： ΔPm=λν2ρl/8Rs 对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为： ΔPm=λν2ρl/2D 圆形风管单位长度的摩擦阻力(比摩阻)为： Rs=λν2ρ/2D 以上各式中 λ————摩擦阻力系数 ν————风管内空气的平均流速，m/s; ρ————空气的密度，Kg/m3; l ————风管长度，m Rs————风管的水力半径，m; Rs=f/P f————管道中充满流体部分的横断面积，m2； P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m； D————圆形风管直径，m。 矩形风管的摩擦阻力计算 我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种； 流速当量直径：Dv=2ab/(a+b) 流量当量直径：DL=1.3(ab)0.625/(a+b)0.25 在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。 二、局部阻力 当空气流动断面变化的管件(如各种变径管、风管进出口、阀门)、流向变化的管件(弯头)流量变化的管件(如三通、四通、风管的侧面送、排风口)都会产生局部阻力。 局部阻力按下式计算： Z=ξν2ρ/2 ξ————局部阻力系数。 局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应加以注意，为了减小局部阻力，通常采用以下措施： 1. 弯头 布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。圆形风管弯头的曲率半径一般应大于(1~2)倍管径；矩形风管弯头断面的长宽比愈大，阻力愈小；矩形直角弯头，应在其中设导流片。 2. 三通 三通内流速不同的两股气流汇合时的碰撞，以及气流速度改变时形成的涡流是造成局部阻力的原因。为了减小三通的局部阻力，应注意支管和干管的连接，减小其夹角；还应尽量使支

管道内的局部阻力及损失计算

管道内的局部阻力及损失计算 1.突然变宽或变窄的管道段： 当管道内的截面突然变宽或变窄时，会引起阻力的增加。根据连续性方程，流过突变截面的流量必须相同，所以流速也会随之改变。可以使用Venturi公式来计算突变截面的压力损失： ΔP=(ρ*v^2/2)*(1/A1^2-1/A2^2) 其中，ΔP是压力损失，ρ是流体的密度，v是流体的速度，A1和A2分别是突变前后的截面面积。 2.弯头、三通和四通管道： 弯头和管道的交叉处会造成流体流动方向的改变，从而引起阻力。不同类型的弯头、三通和四通管道有不同的阻力特性。常用的计算方法是使用阻力系数来计算压力损失： ΔP=K*(ρ*v^2/2) 其中，ΔP是压力损失，ρ是流体的密度，v是流体的速度，K是阻力系数，根据实际情况选择合适的数值。 3.收缩和扩张截面： 当管道内的截面收缩或扩张时，流速会相应地增加或减小，并引起一定的压力损失。 hL=K*(v^2/2g) 其中，hL是单位长度的压力损失，K是阻力系数，v是流体的速度，g是重力加速度。

4.管道内的阀门和节流装置： 阀门和节流装置会在管道内引起阻力，其大小与装置类型、开关程度 和流速等因素有关。一般来说，可以使用阻力系数来计算阀门和节流装置 的压力损失。 以上介绍了常见的管道内局部阻力的计算方法，通过选择合适的阻力 系数和计算公式，可以对管道内局部阻力进行准确的评估。在实际应用中，还应注意对其它特殊构造或结构的局部阻力进行适当的调整和考虑。 最后要注意的是，管道内局部阻力会导致流体能量损失，这会造成管 道系统的能量耗散，所以在设计和选择管道系统时，需要合理估算管道的 压力损失，以保证流体的正常运行和系统的高效性。

局部阻力损失

五、局部阻力损失 两种近似计算阻力损失得方法。 （一） 阻力系数法： 2 2 ' u h f ξ= （1-98） 或2 2 ' u P f ρξ =? （1-99） 其中：u —小管线速； ξ—局部阻力系数。 1. 突然扩大与突然缩小 （a ） （b ） 21A A 或1 2A A 大截面 小截面 2. 进口与出口 进口：流体自容器进入管内 5.0,0/12=≈ξA A （b ） 出口：流体自管道进入容器 0.1,0/21=≈ξA A （a ） 3. 管件与阀门： 查表得到 P 59 例1-17. 已知水输送量为20m 3/h ，3 /1000m kg =ρ，S P a ??=-3101μ，吸入管A 为φ89×4mm 无缝钢管，总长l 1=10m ，其上有一个底阀和一个标准弯头，排出口B 为φ57×3mm 的无缝钢管，总长l 2=40m ，其上有一个3/4开的闸阀和两个标准弯头。储罐和高位槽上方均通大气，液面恒定，两液面差为10m ，求泵的有效功率N e 。 ξ

f e h P u gZ W P u gZ ∑+++=+++ρ ρ22 22121122 （书中的“ Z u ”改为“2u ”） Z 1=0,Z 2=10,P 1=P 2=P a ,0,021≈≈u u 上式简化为：f e h gZ W ∑+=2=98+f h ∑ （1）吸入管A 的阻力损失A f h ,∑ d A =89-4×2=81mm=0.081m s m d V u A A /08.1) 081.0(785.03600 /20785.02 2 =?= = 4 3 1075.810 1100008.1081.0?=???= = -μ ρ A A eA u d R （湍流） 管壁绝对粗糙度查表1-5 为0.2~0.3，取0.3mm 0037.081 3 .0== A d ε 查图1-44查得029.0=A λ 查表1-7底阀的局部阻力系数为1.5，进口的局部阻力系数为0.5； 由图1-47查得标准弯头的当量长度为3.4m （书中为2.2m ） 2 )(2 ,',,A A e A A f A f A f u d l l h h h ξλ∑+∑+=+=∑ kg J /96.3208.1)5.05.1081.04.310029.0(2 =? ++++=

局部阻力系数

局部阻力系数 局部阻力系数(coefficient of local resistance) 与流体方向和速度变化有关的系数 具体指:流体流经设备及管道附件所产生的局部阻力与相应动压的比值，其值为无量纲数。 功能:用于计算流体受局部阻力作用时的能量损失。 公式:动压= 局部阻力系数*ρ*V*V*1/2 hf=-Δp/ρ.局部阻力表示为动能u^2的倍数，hf'=ξu^2/2 也可表示为管件的当量长度hf'=λlu^2/2d.λ可根据雷诺数Re求得，层流λ=64/Re,另外还有一些公式雷诺数在3000~1×10^5,λ=0.3164/Re^0.25.对于雷诺数在3000~3×10^6,λ=0.0056＋0.5/Re^0.32,还有其他的可以通过查表λ与Re ε/d可得。 通风压力克服通风阻力，两者因次相同，数值相等，方向相反。知道通风阻力的大小就能确定所需通风压力的大小。在矿井通风中，存在着摩擦阻力和局部阻力，必须分析研究它们的特性、测定方法以及降低措施等，从而作为选择通风设备，进行通风管理与设计的依据。这在通风设计中尤其重要。第一讲空气流动状态流体产生的阻力与流体流动过程中的状态有关。流体流动时有两种状态;一种是流体呈层状流动，各层间流体互不混合，流体质点流动的轨迹为直线或有规则的平滑曲线，这一状态称为层流。在流速很小、管径很小、或粘性较大的流体流动时会发生层流。另一种是流体流动时，各部分流体强烈地互相混合，流体质点的流动轨迹是极不规则的。除了有沿流体总方向的位移外，还有垂直于液流总方向的位移，流体内部存在着时而产生时而消灭的漩涡，这种

状态称为紊流。研究层流与紊流的主要意义在于两种流态有着不同的阻力定律。试验证明，层流与紊流彼此间的转变关系决定于液体的密度ρ、绝对粘性系数μ，流体的平均速度V与管道水力直径d，这些因素的综合影响可以用雷诺数来表示为: 式中，ν--运动粘性系数，m VdVd 矿井巷道很少为圆形，对于非圆形通风巷道，以4S/U(水力直径)代替上式中的d，即: U--巷道周界长度，m。C--断面形状系数，梯形断面4.16;三心拱3.85;半圆拱3.90;圆断面3.54。/s，试计算出风流开始出现紊流时的平均风速?解:当风流开始出现紊流时，则其Re=2000，当完全紊流时，Re= 10000，因此: 1458 1458 第二讲摩擦阻力1、摩擦阻力及影响因素风流在井巷中作均匀流动时，沿程受到井巷固定壁面的限制，引起内外摩擦，因而产生阻力，这种阻力，叫做摩擦阻力。所谓均匀流动是指风流沿程的速度和方向都不变，而且各断面上的速度分布相同。流态不同的风流，摩擦阻力hfr的产生情况和大小也不同。一般情况下，摩擦阻力要占能量方程中通风阻力的80 %~90%，它是矿井通风设计，选择扇风机的主要参数，也是生产中分析与改善矿井通风工作的主要对象。前人实验得出水流在圆管中的沿程阻力公式(达西公式) λ--实验比例系数，无因次;ρ--水流的密度，kg/m L--圆管的长度，m;d--圆管的直径，m; V--管内水流的平均速度，m/s。尼古拉兹在壁面分别胶结各种粗细砂粒的圆管中，实验得出了流态不同的水流λ系数同管壁的粗糙程度、雷诺数的关系。管壁的粗糙程度用管道的直径d 比来表示。并用阀门不断改变管内水流速度，结果如图所示。在lgRe3.3(Re2320)时，即当液体作层流流动，由左边斜线可以看出，所有试验点都分布于其上，λ随Re的增加而减小，且与管道的相对粗糙度无关，这时λ与Re的关系式为: λ=64/Re 在3.3<1gRe<5.0(2320＜Re100000)的范围内，流体由层流向紊流过

5局部阻力的计算与管路计算

5局部阻力的计算与管路计算 局部阻力的计算是管路设计中非常重要的一个环节，它用于确定管道系统中各个局部部件的阻力大小。这些局部阻力主要包括弯头、管节、节流装置、阀门和管口等。下面我将详细介绍局部阻力的计算方法以及管路设计中的一些重要考虑因素。 一、弯头的计算 弯头是管道系统中常见的一种局部阻力。弯头的阻力主要取决于其曲率半径、角度和流体的流速。一般情况下，弯头的阻力可以通过以下公式进行计算： ΔP=K×ρ×v²/2 其中，ΔP表示弯头所产生的压力降，K表示弯头阻力系数，ρ表示流体密度，v表示流体流速。 具体的弯头阻力系数K可以通过查阅相关资料或利用实验数据进行确定。 二、管节的计算 管节是管道系统中连接两个直管段的部件，其阻力受到管道内径、管长、流体流速以及管节的形状等因素的影响。一般情况下，管节的阻力可以通过以下公式进行计算： ΔP=K×ρ×v²/2 其中，ΔP表示管节所产生的压力降，K表示管节阻力系数，ρ表示流体密度，v表示流体流速。

具体的管节阻力系数K可以通过查阅相关资料或利用实验数据进行确定。 三、节流装置的计算 节流装置是管道系统中一种特殊的局部阻力部件，它通过改变流体流 速和管道截面积来产生阻力。节流装置主要包括节流阀和孔板等。一般情 况下，节流装置的阻力可以通过以下公式进行计算： ΔP=K×ρ×v²/2 其中，ΔP表示节流装置所产生的压力降，K表示节流装置阻力系数，ρ表示流体密度，v表示流体流速。 具体的节流装置阻力系数K可以通过查阅相关资料或利用实验数据进 行确定。 四、阀门的计算 阀门是管道系统中常见的一种局部阻力部件，其阻力取决于流体所通 过的阀门类型、开度以及流体流速等因素。 ΔP=K×ρ×v²/2 其中，ΔP表示阀门所产生的压力降，K表示阀门阻力系数，ρ表示 流体密度，v表示流体流速。 具体的阀门阻力系数K可以通过查阅相关资料或利用实验数据进行确定。 五、管口的计算

局部阻力计算

4.4.1局部损失的产生的原因及计算 一、产生局部损失的原因 产生局部损失的原因多种多样，而且十分复杂，因此很难概括全面。这里结合几种常见的管道来说明。 一）（&） 图4.9局部损失的原因 对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9（口）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到2截面处流体充满了整个管截面。在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。 图4.9（以）给出了弯曲管道的流动。由于管道弯曲，流线会发生弯曲, 流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。在管壁的外侧, 压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。 综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。当然在1-2之间也存在沿程

损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。在测量局部损失的实验中，实际上也包括了沿程损失。 如前所述，单位重量流体的局部能量损失以短表示 式中，。一局部损失（阻力）系数，是一个无量纲的系数，它的大小与局部障碍 物的结构形式有关，由实验确定。 「一管中的平均速度（通常指局部损失之后的速度）。 局部压强损失为- 式中，绿一流经局部障碍物前后的压强差（或总压差）。 1.突然扩张管道的局部损失计算 由于产生局部损失的情况多种多样以及其流动情况的复杂性，所以对于大多数情况局部损失只能通过实验来确定。只有极少数情况下的局部损失可以进行理论计算。 对于突然扩大的情况，可以通过理论推导得到局部损失的计算公式。流体在如图4.9 （盘）所示的突然扩张的管道内流动，由于流体的碰撞、惯性 和附面层的影响，在拐角区形成了旋涡，引起能量损失。由图可见，流体到2 截面充满整个管道。取1-1和2-2截面以及侧表面为控制体，并设截面1处的面积为A,参数为尸1片；

局部阻力的计算与管路计算

局部阻力的计算与管路计算 1.局部阻力的计算：在管道系统中，由于管道的弯头、放大器、收缩器、阻流板等局部结构，会引起局部阻力。为了准确计算流体在这些局部结构处的压降，需要进行局部阻力的计算。以下是几种常见局部结构的阻力计算方法。 1.1弯头的局部阻力计算：弯头是管道系统中常见的局部结构之一、根据流体力学原理，当流体经过弯头时，由于弯头的存在，流体会受到转向力和离心力的作用，从而引起局部阻力。弯头的局部阻力可以通过以下经验公式进行计算： ΔP=Kv*(v²/2g) 其中，ΔP是弯头的压降，Kv是弯头的局部阻力系数，v是流体的速度，g是重力加速度。 1.2放大器的局部阻力计算：放大器是一种将流体速度增加的局部结构。在放大器中，流体的截面积会逐渐增大，从而导致速度增加，压降减小。放大器的局部阻力可以通过以下经验公式进行计算： ΔP=0.5*ρ*(v2²-v1²) 其中，ΔP是放大器的压降，ρ是流体的密度，v2是放大器出口处的流速，v1是放大器入口处的流速。 1.3收缩器的局部阻力计算：收缩器是一种将流体速度减小的局部结构。在收缩器中，流体的截面积会逐渐减小，从而导致速度减小，压降增大。收缩器的局部阻力可以通过以下经验公式进行计算： ΔP=0.5*ρ*(v2²-v1²)

其中，ΔP是收缩器的压降，ρ是流体的密度，v2是收缩器出口处 的流速，v1是收缩器入口处的流速。 1.4阻流板的局部阻力计算：阻流板是一种将流体分割的局部结构。 当流体通过阻流板时，会因为流体通过的流道变窄而引起阻力。阻流板的 局部阻力可以通过以下经验公式进行计算： ΔP=0.5*ρ*(v²-v1²) 其中，ΔP是阻流板的压降，ρ是流体的密度，v是阻流板后的流速，v1是阻流板前的流速。 2.管路计算：在管道系统设计中，需要计算整个管道系统的压降和流量。以下是常见的管路计算方法。 2.1管道的阻力计算：管道本身会引起流体的阻力。根据流体力学原理，管道的阻力可以通过以下经验公式进行计算： ΔP=λ*(L/D)*(ρ*v²/2) 其中，ΔP是管道的压降，λ是摩阻系数，L是管道的长度，D是管 道的直径，ρ是流体的密度，v是流体的速度。 2.2管道系统的压降计算：将各个局部阻力和管道的阻力进行累加， 即可得到整个管道系统的压降。压降计算可以通过以下公式进行：ΔP_total = ΔP1 + ΔP2 + … + ΔPn 其中，ΔP_total是整个管道系统的压降，ΔP1、ΔP2、…、ΔPn是 各个局部阻力和管道的压降。

阻力损失的计算方法

1.5阻力损失 1.5.1两种阻力损失 直管阻力和局部阻力化工管路主要由两部分组成：一种是直管，另一种是弯头、三通、阀门等各种管件。 直管造成的机械能损失称为直管阻力损失（或称沿程阻力损失） 管件造成的机械能损失称为局部阻力 注意将直管阻力损失与固体表面间的摩擦损失相区别 阻力损失表现为流体势能的降低由机械能衡算式（1-42）可知： (1-71) 层流时直管阻力损失流体在直管中作层流流动时，因阻力损失造成的势能差可直接由式（1-68）求出： (1-72) 此式称为泊稷叶（Poiseuille)方程。层流阻力损失遂为： (1-73)

1.5.2湍流时直管阻力损失的实验研究方法 实验研究的基本步骤如下： （1）析因实验－寻找影响过程的主要因素 对所研究的过程作初步的实验和经验的归纳，尽可能的列出影响过程的主要因素。对湍流时直管阻力损失 ，经分析和初步实验获知诸影响因素为： 流体性质：密度ρ、粘度μ； 流动的几何尺寸：管径d、管长l、管壁粗糙度ε（管内壁表面高低不平）： 流动条件：流速u。 于是待求的关系式为： (1-74) （2）规划实验－减少实验工作量 因次分析法的基础是：任何物理方程的等式两边或方程中的每一项均具有相同的因次，此称为因次和谐或因次的一致性。 以层流时的阻力损失计算式为例，式（1-73）可写成如下形式

(1-75) 式中每一项都为无因次项，称为无因次数群。 换言之，未作无因次处理前，层流时阻力的函数形式为： (1-76) 作无因次处理后，可写成 (1-77) 湍流时的式（1-74）也可写成如下的无因次形式 (1-78) （3）数据处理－实验结果的正确表达 获得无因次数群之后，各无因次数群之间的函数关系仍需由实验并经分析确定。方法之一是将各无因次数群（π1、π2、π3……）之间的函数关系近似的用幂函数的形式表达，

局部阻力计算

4.4.1 局部损失的产生的原因及计算 一、产生局部损失的原因 产生局部损失的原因多种多样，而且十分复杂，因此很难概括全面。这里结合几种常见的管道来说明。 （）（） 图4.9 局部损失的原因 对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到 2 截面处流体充满了整个管截面。在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。 图4.9（）给出了弯曲管道的流动。由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。在管壁的外侧，

压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。 综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。当然在 1-2之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。在测量局部损失的实验中，实际上也包括了沿程损失。 二、局部损失的计算 如前所述，单位重量流体的局部能量损失以表示 式中，—局部损失（阻力）系数，是一个无量纲的系数，它的大小与局部障碍物的结构形式有关，由实验确定。 —管中的平均速度（通常指局部损失之后的速度）。 局部压强损失为 式中，—流经局部障碍物前后的压强差（或总压差）。 1.突然扩张管道的局部损失计算 由于产生局部损失的情况多种多样以及其流动情况的复杂性，所以对于大多数情况局部损失只能通过实验来确定。只有极少数情况下的局部损失可以进行理论计算。