计算火箭飞行空气阻力系数
计算火箭飞行空气阻力系数一问题描述及要求
小型火箭初始质量为1200千克，其中包括900千克燃料。火箭竖直向上发射时燃料以15千克/秒的速率燃烧掉，由此产生40000牛顿的恒定推力，当燃料用尽时引擎关闭。设火箭上升的整个过程中，空气阻力与速度平方成正比，比例系数记作k。
利用数据拟合,计算空气阻力系数k
1.观测数据保存于rocket.dat
2.图形显示拟合结果
二物理模型分析
本问题是变质量的受力问题，应当采用=dp
F
dt 而非
2
2
=
d x
F m
dt
计算。因此受力方程为：
2
dp dm dv
v m F mg kv dt dt dt
=+=??
其中
015
m m t
=?，使用差分方法可以由速度求出对应的加速度，同时也由位移求出对应的速度，带入上述方程即可线型拟合出比例系数k。
三程序分析及设计
由上述受力分析可以得到下面的代码。先通过for循环构建新的差分处理后的数据，再使用拟合得出k值，并以此作图。
clc;
clear;
A=load('G:/rocket.dat');
for i=1:19
t(i)=(A(1,(i+1))+A(1,i))./2;
a(i)=(A(3,(i+1))-A(3,i))./(A(1,(i+1))-A(1,i));
velocitysquare(i)=((A(2,(i+1))-A(2,i))./(A(1,(i+1))-A(1,i))).^2;
F(i)=40000-9.8.*(1200-15.*t(i))-a(i).*(1200-
15.*t(i))+15.*sqrt(velocitysquare(i));
i=i+1;
end %差分法处理数据得到加速度以及相应时刻的速度
p=polyfit(velocitysquare,F,1);%拟合曲线
plot(velocitysquare,F,'*','color','r','linewidth',2);%绘制实际测量值
hold on;
plot(velocitysquare,p(1).*velocitysquare+p(2),'color','b','linewidth' ,1.2);%绘制拟合曲线
xlabel('v^2'); ylabel('F=40000-9.8×(1200-15×t)-a×(1200-15×t)+15×v'); text(0.5*max(100000),0.43*max(30000),sprintf('F=%5.4f v^2
disp(sprintf('k=%8.5f',p(1)));%输出k值
四程序运行结果及讨论
程序拟合得k= 0.33010。相应实测结果与以及由拟合结果反推的结果如下图1所示。
图1 v^2-f关系
解受力微分方程，将实际测量数据与k= 0.33010时的方程解析解绘制在同一张图上，如图2所示。相关微分方程代码见附录。
图2 拟合值与原始实际测量值
可以观察到，拟合值相较于实际测量值，无论是位移还是速度都相对偏大。这很有可能是由于出题人未意识到变质量受力问题不能简单使用dv F m dt
=公式计算。因此为了揣摩出题人的意图，使用2dv m F mg kv dt =??重新计算，得到拟合k= 0.28980。其中v^2-f 关系如图3所示。
图3 v^2-f 关系
解受力微分方程，在k= 0.28980且使用2dv m F mg kv dt
=??公式的情况下，得到图4拟合值与原始实际测量值的x-t 与v-t 关系图。
图4 拟合值与原始实际测量值
显然，图4相较于图2拟合更好。这说明了出题人存在考虑不周的可能。
综上所述，若考虑变质量，则k= 0.33010，否则k= 0.28980。现实情况下应更符合前者，但是此题数据更符合不考虑变质量对动量的影响，即后者。
附录 程序代码
1、2dv m
F mg kv dt
=??情况下的拟合代码 clc;
clear;
A=load('G:/rocket.dat');
for i=1:19
t(i)=(A(1,(i+1))+A(1,i))./2;
a(i)=(A(3,(i+1))-A(3,i))./(A(1,(i+1))-A(1,i));
velocitysquare(i)=((A(2,(i+1))-A(2,i))./(A(1,(i+1))-A(1,i))).^2; F(i)=40000-9.8.*(1200-15.*t(i))-a(i).*(1200-15.*t(i)));
i=i+1; end %差分法处理数据得到加速度以及相应时刻的速度
p=polyfit(velocitysquare,F,1); %拟合曲线
plot(velocitysquare,F,'*','color','r','linewidth',2); %绘制实际测量值 hold on ;
plot(velocitysquare,p(1).*velocitysquare+p(2),'color','b','linewidth',1.2); %绘制拟合曲线
xlabel('v^2');
ylabel(' F=40000-9.8×(1200-15×t)-a×(1200-15×t) ');
text(0.5*max(100000),0.43*max(30000),sprintf('F=%5.4f v^2
+%5.4f',p));
disp(sprintf('k=%8.5f',p(1))); %输出k 值
2、2dp dm dv v m F mg kv dt dt dt
=+=??并且k=0.33010情况下的受力微分方程求解 function dy=lalala(t,y)%微分方程函数
k=0.33010;
dy=zeros(2,1);%明确 dy 的维数，即一阶常微分方程的个数，且为列向量
dy(1)=y(2);
dy(2)=(-40000+9.8*1200-9.8*15*t+k*(y(2)^2)+15*y(2))/(15*t-1200);
clc;
clear;
tspan=[0,20];
[t,y]=ode45('lalala',tspan,[0 0]);
subplot(2,1,1);
plot(t,y(:,1),'color','b','linewidth',1.2);
xlabel('t');
ylabel('x');
hold on ;
A=load('G:/rocket.dat');
plot(A(1,:),A(2,:),'*','color','r','linewidth',2); legend('拟合值','实际测量值');
title('x-t 关系');
subplot(2,1,2);
plot(t,y(:,2),'color','b','linewidth',1.2);
xlabel('t');
ylabel('v');
hold on ;
A=load('G:/rocket.dat');
plot(A(1,:),A(3,:),'*','color','r','linewidth',2); legend('拟合值','实际测量值');
title('v-t 关系');
3、2dv m F mg kv dt
=??并且k=0.28980情况下的受力微分方程求解 function dy=mamama(t,y)%微分方程函数
k=0.28980;
dy=zeros(2,1);% 明确 dy 的维数，即一阶常微分方程的个数，且为列向量 dy(1)=y(2);
dy(2)=(-40000+9.8*1200-9.8*15*t-k*(y(2)^2))/(15*t-1200);
clc;
clear;
tspan=[0,20];
[t,y]=ode45('mamama',tspan,[0 0]);
subplot(2,1,1);
plot(t,y(:,1),'color','b','linewidth',1.2);
xlabel('t');
ylabel('x');
hold on ;
A=load('G:/rocket.dat');
plot(A(1,:),A(2,:),'*','color','r','linewidth',2);
legend('拟合值','实际测量值');
title('x-t关系');
subplot(2,1,2);
plot(t,y(:,2),'color','b','linewidth',1.2);
xlabel('t');
ylabel('v');
hold on;
A=load('G:/rocket.dat');
plot(A(1,:),A(3,:),'*','color','r','linewidth',2); legend('拟合值','实际测量值');
title('v-t关系');
过剩空气系数的计算方法 系数公式
系数公式过剩空气系数的计算方法引言在燃气燃烧产物（烟气）的计算工作中，过剩空气系数的计算是经常遇到的。一般用于以下两方面：一为在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的热效率的降低,以及燃烧工况的恶化。一为在检测燃气燃烧设备的烟气中的有害物质时，需要根据烟气样中氧含量或二氧化碳含量确定过剩空气系数，从而折算成过剩空气系数为1时的有害物含量。为了简化计算，通常是采用近似的计算公式。但是这些近似公式都有一定的设定条件。不考虑设定条件，盲目地使用近似公式，往往会引起较大的偏差，甚至于出现错误。这也是在检测工作中经常发现数字矛盾的原因之一。为了减少读者的查阅资料的时间，本文适当地重复过去推导的公式，强调的是近似公式的使用条件以及应用时应该考虑的问题。最后提出两个比较精确的过剩空气计算公式，供有关人士参考。一.根据燃烧产物的成分计算过剩空气系数本文讨论的主要是完全燃烧情况下的过剩空气系数。这里的完全燃烧是指燃烧产物中未完全燃烧成分很低，例如CO与NOX含量属于ppm级。在计算燃烧产物成分时可以不计入这些未完全燃烧成分。 1.过剩空气的来源在完全燃烧条件下，燃烧产物中有过剩空气，来源于两个情况。一为在燃烧过程中混入过多空气，使燃烧后燃烧产物中有过剩的空气；另一为根据分析燃烧产物成分的需要抽取烟气样时，混入了周围的空气。在燃烧以前混入过多的空气，会增加热损失，降低热效率；混入的空气过少（过剩空气系数小于1）也会恶化燃烧，造成污染环境与能源浪费。为此在运行过程中需要根据烟气样中的成分计算过剩空气系数。从而做出调整燃烧工况的措施。在燃烧以后混入周围的空气大多数是在抽取烟气样时发生的。为了消除多余空气对烟气样中成分的影响，需要折算到没有多余空气时（过剩空气系数=1）烟气样的成分。这也需要计算过剩空气系数。虽然在燃烧前混入过多空气会影响燃烧工况，而燃烧后混入空气对燃烧工况没有关系。但是它们对烟气样的成分的影响是相同的。都可以用烟气样中的氧或二氧化碳含量计算过剩空气系数。当然这个结论都是在本文的先提条件，完全燃烧的情况下才能成立。 2.根据干烟气中的O2含量计算过剩空气系数在燃烧过程中，供给燃烧需要的空气往往会大于燃烧实际需要的空气量。这样，实际的空气量与燃烧理论需要的空气量的比值即为过剩空气系数。 1 过剩空气系数a，可用下面公式计算，根据以上公式推导，可以看出公式（6）与（7）都是有条件的，要强调指出的是使用这些公式时必须研究其特定的条件。需要经过验算与分析才能确定公式（7）的使用范围。参1指出的条件本文将进一步验证。 3.根据干烟气中的CO2含量计算过剩空气系数 2 公式（10b）中的CO2m可以根据燃气成分计算出来，所以在已知燃气成分条件下，只要测得干烟气中的CO2含量就可以求得过剩空气系数。根据以前讨论的前提条件，公式（10a）是一个完全燃烧的关系式。也就是说完全燃烧必然满足公式（10a），公式（10a）也是完全燃烧的判别式。用公式（10b）计算出过剩空气系数a，其计算结果应该与公式（7）所得的结果是一样的。再一次提醒读者，以上结论都是在完全燃烧（CO含量属ppm级）条件下成立的。二.燃烧产物的成分与燃烧三角图 1.城市燃气燃烧产物中的成分由于城市燃气尤其是天然气中基本上没有氮、硫与氧的成分。在完全燃烧的条件下，燃烧产物中主要成分是CO2、H2O和N2。在实际燃烧过程中，燃烧再完全也会有微量不完全燃烧及其他气体，也就是说在烟气样中总会有些CO、NOX等ppm级的微量的气体。另外，在燃烧过程中，为了使燃气燃烧完全，要求燃气与空气充分混合，为此混入的空气量略大于燃烧需要的空气量。这就是说完全燃烧条件下，过剩空气系数大于1，烟气样中还应有氧成分O"2。因此城市燃气完全燃烧下的烟气样中的主要成分为CO2、H2O、O2 及 N2；城市燃气完全燃烧下的干烟气样中的主要成分为CO2、O2 及N2。以后讨论的主要是干烟气（或干燃烧产物）。 3
过剩空气系数地计算方法
过剩空气系数的计算方法 引言 在燃气燃烧产物（烟气）的计算工作中，过剩空气系数的计算是经常遇到的。一般用于以下两方面：一为在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的热效率的降低,以及燃烧工况的恶化。 一为在检测燃气燃烧设备的烟气中的有害物质时，需要根据烟气样中氧含量或二氧化碳含量确定过剩空气系数，从而折算成过剩空气系数为1时的有害物含量。 为了简化计算，通常是采用近似的计算公式。但是这些近似公式都有一定的设定条件。不考虑设定条件，盲目地使用近似公式，往往会引起较大的偏差，甚至于出现错误。这也是在检测工作中经常发现数字矛盾的原因之一。为了减少读者的查阅资料的时间，本文适当地重复过去推导的公式，强调的是近似公式的使用条件以及应用时应该考虑的问题。最后提出两个比较精确的过剩空气计算公式，供有关人士参考。 一.根据燃烧产物的成分计算过剩空气系数 本文讨论的主要是完全燃烧情况下的过剩空气系数。 这里的完全燃烧是指燃烧产物中未完全燃烧成分很低，例如CO与NO X含量属于ppm级。在计算燃烧产物成分时可以不计入这些未完全燃烧成分。 1.过剩空气的来源 在完全燃烧条件下，燃烧产物中有过剩空气，来源于两个情况。一为在燃烧过程中混入过多空气，使燃烧后燃烧产物中有过剩的空气；另一为根据分析燃烧产物成分的需要抽取烟气样时，混入了周围的空气。 在燃烧以前混入过多的空气，会增加热损失，降低热效率；混入的空气过少（过剩空气系数小于1）也会恶化燃烧，造成污染环境与能源浪费。为此在运行过程中需要根据烟气样中的成分计算过剩空气系数。 从而做出调整燃烧工况的措施。 在燃烧以后混入周围的空气大多数是在抽取烟气样时发生的。为了消除多余空气对烟气样中成分的影响，需要折算到没有多余空气时（过剩空气系数=1）烟气样的成分。这也需要计算过剩空气系数。 虽然在燃烧前混入过多空气会影响燃烧工况，而燃烧后混入空气对燃烧工况没有关系。但是它们对烟气样的成分的影响是相同的。都可以用烟气样中的氧或二氧化碳含量计算过剩空气系数。当然这个结论都是在本文的先提条件，完全燃烧的情况下才能成立。 2.根据干烟气中的O2含量计算过剩空气系数 在燃烧过程中，供给燃烧需要的空气往往会大于燃烧实际需要的空气量。这样，实际的空气量与燃烧理论需要的空气量的比值即为过剩空气系数。
如何控制锅炉过剩空气系数
如何控制锅炉过剩空气系数 ?通过燃烧调整确定最佳过剩空气系数根据经验当炉膛过剩空气系数1.3～1.5左右时，锅炉的热效率最高。省煤器（二 级省煤器）出口的最佳过剩空气系数控制在1.7以内，如 果α过高，一方面使烟气量增加，排烟热损失加大，另一 方面使炉内温度降低，燃烧恶化，造成机械不完全燃烧损 失和化学不燃烧损失增大。 ?根据负荷和煤种变化等情况，及时调整送、引风门开度。 如锅炉负荷降低时，燃料的需要量相应减少，燃烧所需的 空气量也相应减少，此时如不及时调节风量，就会使炉膛 过剩空气系数增大。 ?要及时堵住漏风，堵绝炉膛、省煤器等尾部设备的漏风。 ?装设二氧化碳或氧气分析仪，连续自动地检测烟气中二氧化碳或氧气含量，以便及时地对炉膛或出口处过剩空气系 数作必要的调整。 剩空气系数 过剩空气系数是燃料燃烧时实际空气需要量与理论空气需要量之比值，用“α”表示。 计算公式：α＝20.9%/(20.9%-O2实测值) 其中：20.9%为O2在环境空气中的含量，O2实测值为仪器测量烟道中的O2值 举例：锅炉测试时O2实测值为13%，计算出的过剩空气系数α＝20.9%/(20.9%-13％) ＝2.6
国标规定过剩空气系数应按α＝1.8（燃煤锅炉），α＝1.2（燃油燃 气锅炉）进行折算。 举例：燃煤锅炉，锅炉测试时O2实测值为13%，SO2排放值500ppm， 计算出的过剩空气系数α＝2.6，那么根据国标规定，折算后的SO2排放浓 度＝SO2实测值×（α实际值/α国标值）＝500ppm×（2.6/1.8 ）=722ppm 举例：燃油燃气锅炉，锅炉测试时O2实测值为13%，SO2排放值500ppm，计算出的过剩空气系数α＝2.6，那么根据国标规定，折算后的SO2排放浓 度＝SO2实测值×（α实际值/α国标值）＝500ppm×（2.6/1.2 ）=1083ppm 在ecom产品中，J2KN、PLC具备测量过剩空气系数的功能。 摘要: 大庆油田有多套原油稳定装置，均采用立式圆筒加热炉为原油加热，该种加热炉在运行过程中普遍存在过剩空气系数偏大，能耗较高、热效率偏低又不易解决的难题。但通过控制炉膛烟道档板开度将炉膛负压调节在一定范围，就可提高加热炉运行效率，经济效益非常显著。对于新型加热炉可选用测量烟气中的含氧量装置，直接计算出过剩空气系数来自动控制烟道档板，从而控制空气的进入量，使过剩空气系数始终在标准规定的规范内，排烟温度得以有效地降低，提高加热炉的热效率。 根据《安全工程大辞典》（1995年11月化学工业出版社出版），一般认为，层燃炉和沸腾炉最佳的a值为1．3～1．6；固态排渣煤粉炉为1．2～1．25；液态排渣煤粉炉为1．15～1．2；旋风炉和燃油
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
关于CEMS折算值和过量空气系数
关于CEMS 中折算值和过量空气系数的说明 1、什么是折算值 按照GB13271 《锅炉大气污染物排放标准》的规定，实测的锅炉烟尘、二氧化硫、氮氧化物的排放浓度，必须执行国标GB/T16157规定，按下式进行折算： s C C αα?=' 式中： C —折算成过量空气系数为α时的颗粒物或气态污染物排放浓度，mg/m 3； C ’ —标准状态下干烟气中颗粒物或气态污染物浓度，mg/m 3； α—在测点实测的过量空气系数； αs —有关排放标准中规定的过量空气系数。 实测过量空气系数按下式计算： 2 2121O X -=α 式中：2O X —烟气中氧的体积百分数。 比如对于某锅炉，CEMS 仪表测得的SO2浓度为500mg/m3（C ’=500），O2浓度为8%（2O X =8），则实测的过量空气系数α=21/（21-8）=1.6， 如果排放标准中规定了该锅炉的理论过量空气系数αs =1.4，则SO2折算后的排放浓度（折算值）为：500*1.6/1.4=571.4 mg/m3。 2、为什么要采用折算值 同样的锅炉，如果人为控制的进风量不同或烟道存在漏风口，则测得的污染物排放浓度将不同，同时氧气含量也是不同的。为避免因进风不同造成的测量值差异，对同种锅炉执行统一的标准，做到客观、公平地评判排污状况，排放浓度使用了折算值，通过过量空气系数对测量浓度进行修正。 比如上面举的例子，虽然仪表测得的SO2浓度为500mg/m3，但该锅炉的氧气超标了，存在漏风或空气过量的问题，浓度不能真实反映锅炉的状况，采用折算后，修正为571.4 mg/m3，漏风或空气过量的影响被消除了。
3、排放标准中规定的过量空气系数 所谓过量空气系数，即燃料燃烧时，实际空气供给量与理论空气需求量的比值。锅炉排放标准中规定的过量空气系数与锅炉类型和功率相关，具体规定为：对于燃煤锅炉，功率小于等于45.5MW的，过量空气系数采用1.8，功率大于45.5MW的，过量空气系数采用1.4，对于燃气或燃油锅炉，过量空气系数采用1.2。 在实际描述中，有些锅炉的功率以t/h计，它与MW的换算关系为：0.7MW=1t/h，比如45.5MW的锅炉相当于65t/h的锅炉。 锅炉的过量空气系数越高，表明该锅炉的燃烧效率越低，因此燃煤锅炉的系数比燃油燃气锅炉要高，而小的燃煤锅炉的系数比大的燃煤锅炉要高。 过量空气系数越高，意味着氧含量越高，对于65T以上的锅炉，其烟气理论含氧量为6%，而65T以下的锅炉，其烟气理论含氧量为9.3%，如果其烟气实测含氧量大于理论含氧量，意味着折算值要大于仪表的测量值。 由于采用了折算值进行排污评估，CEMS测得的氧浓度越小越好，过量空气系数选的越大越好。实际情况并不以客户一直为转移。 实测氧含量与过剩空气系数对比
(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
阀门局部阻力系数的测定指导书
阀门局部阻力系数的测定 一、 实验目的 （1）掌握管道沿程阻力系数和局部阻力系数的测定方法。 （2）了解阻力系数在不同流态，不同雷诺数下的变化情况。 （3）测定阀门不同开启度时（全开、约30°、约45°三种）的阻力系数。 （4）掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能。 二、实验仪器 图1实验仪器简图 1． 水箱2.供水管3. 水泵开关4. 进水阀门5．细管沿程阻力测试段6.突扩7.粗管沿程阻力测试段8. 突缩9.测压管10.实验阀门 11．出水调节阀门 12．计量箱 13．量筒14．回水管15.实验桌 三、阀门阻力实验原理 图2 阀门的局部水头损失测压管段 对1、4两断面列能量方程式，可求得阀门的局部水头损失及2（L 1+ L 2）长 度上的沿程水头损失，以h w1表之，则 14 11h p p h w ?=-= γ 对2、3两断面列能量方程式，可求得阀门的局部水头损失及（L 1+ L 2）长 度上的沿程水头损失，以h w2表之，则
23 22h p p h w ?=-= γ ∴阀门的局部水头损失h 1应为： 1212h h h ?-?= 亦即 122 22h h g v ?-?=ζ ∴阀门的局部水头损失系数为： 2122) 2(v g h h ?-?=ζ 式中v 为管道的平均流速 四、实验步骤及要求 （1）本实验共进行三组实验：阀门全开、开启30°、开启45°，每组实验做三个实验点。 （2）开启进水阀门，使压差达到测压计可量测的最大高度。 （3）测读压差，同时用体积法量测流量 （4）每组三个实验点的压差植不要太接近 （5）绘制d=f （ζ）曲线。 （五）问题讨论： （1）同一开启度，不同流量下，ζ值应为定值抑或变值，何故？ （2）不同开启度时，如把流量调至相等，ζ值是否相等？ （六）绘图：
局部阻力损失实验报告
局部阻力损失实验 前言： 工农业生产的迅速发展, 使石油管路、给排水管路、机械液压管路等, 得到了越来越广泛的应用。为了使管路的设计比较合理, 能满足生产实际的要求, 管路设计参数的确定显得更为重要。管路在工作过程中存在沿程损失和局部阻力损失，合理确定阻力系数是使设计达到实际应用要求的关键。但是由于扩张、收缩段的流动十分复杂，根据伯努利方程和动量方程推导出的理论值往往与具体的管道情况有所偏差，一般需要实验测定的局部水头损失进行修正或者得出经验公式用于工业设计。 在管路中, 经常会出现弯头, 阀门, 管道截面突然扩大, 管道截面突然缩小等流动有急剧变化的管段, 由于这些管段的存在, 会使水流的边界发生急剧变化, 水流中各点的流速, 压强都要改变, 有时会引起回流, 旋涡等, 从而造成水流机械能的损失。例如，流体从小直径的管道流往大直径的管道, 由于流体有惯性, 它不可能按照管道的形状突然扩大, 而是离开小直径的管道后逐渐地扩大。因此便在管壁拐角与主流束之间形成漩涡, 漩涡靠主流束带动着旋转, 主流束把能量传递给漩涡、漩涡又把得到的能量消耗在旋转中( 变成热而消散) 。此外, 由于管道截面忽然变化所产生的流体冲击、碰撞等都会带来流体机械能的损失。 摘要： 本实验利用三点法测量扩张段的局部阻力系数，用四点法量测量收缩段的局部阻力系数，然后与圆管突扩局部阻力系数的包达公式和突缩局部阻力系数的经验公式中的经验值进行对比分析，从而掌握用理论分析法和经验法建立函数式的技能。进而加深对局部阻力损失的理解。 三、实验原理 写出局部阻力前后两断面的能量方程，根据推导条件，扣除沿程水头损失可得： 1．突然扩大 采用三点法计算，下式中12 f h -由 23 f h -按流长比例换算得出。 实测 2 2 1 12 21212[()][()]22je f p p h Z Z h g g αυαυγ γ -=+ + -+ + + 理论 212 (1)e A A ζ'=- 2．突然缩小 采用四点法计算，下式中B 点为突缩点，4f B h -由 34 f h -换算得出， 5 fB h -由 56 f h -换算 得出。 实测 2 2 5 54 44455[()][()]22js f B fB p p h Z h Z h g g αυαυγ γ --=+ + --+ + +
过剩空气系数
过剩空气系数 过剩空气系数：(燃烧实际空气量-燃料理论空气量)/燃料理论空气量。 炼厂加热炉根据燃料种类，火嘴形式及其炉型的不同，为保证燃料完全燃烧，实际空气用量与理论上最少的空气用量不同，要保证燃料完全燃烧，入炉的实际空气量要大一些，这是因为燃料和空气的混合不能十分完全的缘故。 剩余空气系数的计算公式如下： a=(100-CO2-CO)/(100-CO2-4.76O2) 式中CO2，CO，O2——烟气中二氧化碳和一氧化碳氧气的体积分数% a——过剩空气系数 过剩空气系数太小，燃料燃烧不完全，浪费燃料，甚至会造成二次燃烧，但过剩空气系数太大，入炉空气太多，炉膛温度下降，传热不好，烟道气量多，带走热量多，也浪费燃料，而且炉管容易氧化剥皮。 如何提高燃烧效率 随着节能和环保的概念与意识越来越被人们所重视，保护环境、节约能源成为人们或企业的一种责任。如何降低能耗、提高燃烧效率选用合适测量仪器，达到符合要求的分析测量数据。 2 烟道气测量和燃烧效率 所有的燃烧装置，无论电厂锅炉、工业炉、各种燃烧器还是加热装置目的都是把一种燃料转化成热能或电能用于生产。尤其今天的人们更加努力需要提高燃烧效率运行，减少污染源的排放即减少NOX、SO2、HC（未完全燃烧的燃料）；要达到排放符合标准，以利于生态环境保护。提高燃烧效率的方法可以使用便携式烟道分析仪定期进行测量和有条件采用连续在线式烟道气体分析系统测量烟道中的氧气含量和燃料的含量或一氧化碳的含量，计算出过剩空气系数、燃烧效率值、热损失值等参数。 所谓的提高燃烧效率，就是让适量的燃料和适量的空气组成最佳比例进行燃烧，空气中有79%的氮气，这些氮气不参加燃烧，但在燃烧过程中一样被加热，吸取了能量从烟道中被排到大气中。为了使空气中20.9%的氧气参与燃烧，必须要加热近4倍的氮气，然后将其放掉。这些能量的损耗是不可避免的，但可以设法减到最低程度。如果能在保证燃料充分燃耗的前提下最大程度地减少空气的输入量，则这种形式的损耗将减至最低。但是空气的减少必须在保证燃料充分燃烧的前提下进行，否则由于燃料燃烧的未充分燃烧的能量损失也是非常可观的，同时也会对大气造成污染。 4寻找最佳燃烧点 如何找到最佳燃烧点是节省能耗的关键，用氧含量来分析从理论上看：图中过剩空气越多，能耗的损失就越大；如果随着氧气含量升高，随氮气要带走的能量就越多。要减少能耗，必须降低烟道中的氧含量；然而如果氧含量降的太多，燃料因氧量不足造成不完全燃烧，由此造成又引起损失，那么氧含量多少合适哪？ 5 正确选用烟道气体分析仪 由于燃烧是一个动态的过程，不可能是燃料过程长时间停留在最佳点上，它必定会沿着所测的曲线变化，因此实际的燃烧点不应是最佳点，因为最佳点距左面的
空气过量系数
锅炉过量空气系数是什么，应如何计算空气系数在锅炉运行中实际空气消耗量总是大于理论空气需要量。他们两者的比值称为过量空气系数。对于锅炉炉膛来说，烟气计算时的空气过量系数与燃烧设备型式、燃料种类有关。常用一般链条炉采用烟煤的过量空气系数为1.3；，对于油气炉为1.1，流化床炉为1.1~1.2，过剩空气系数计算方法按GB/T 15317一94工业锅炉节能监测方法中公式1计算。 空气过剩系数 目录：一、概念二、基本公式及单位三、举例 一、概念： 燃料完全燃烧时所需的实际空气量取决于所需的理论空气量和“三T”条件的保证程度。在理想的混合状态下，理论量的空气即可保证完全燃烧。但在实际的燃烧装置中，“三T”条件不可能达到理想化的程度，因此为使燃料完全燃烧就必须供给过量的空气。 空气过剩系数的定义：一般把超过理论空气量多供给的空气量称为过剩空气量，并把实际空气量Va与理论空气量Va0之比定义为空气过剩系数α。α=Va/Va0 通常α>1，α值的大小决定于燃料种类、燃烧装置形式及燃烧条件等因素。
二、基本公式及单位 1、理论必需空气量：每一公斤（一标方）燃料完全燃烧时所需要的空气量，称为理论必需空气量（或称为理论空气需要量，理论空气量）。用V。Nm3/kg 表示 2、过量空气量：燃料在实际燃烧时，必需供给比理论必需空气量要多的空气，燃料才能达到完全燃烧，此多供给的这部分空气量称为过量空气量。用△VNm3/kg 表示 3、实际供应空气量：燃料在燃烧时，实际上所消耗的空气量，称为实际供应空气量。用VNm3/kg 表示，即V=V。+ △V 4、过量空气系数：实际供应空气量与理论必需空气量的比值，称为过量空气系数。用α表示， 即α=V / V。=（V。+ △V）/ V。=1+△V / V。 三、举例 1、实践表明，过剩空气系数每降低0.1，加热炉的热效率可提高1.3% 。 2、在工业中，一般情况下，燃料燃烧的过剩空气系数以辐射室为1.1~1.3 。
风管计算局部阻力系数
知识就绘力量 风管计算局部阻力系数 1.3.2局部組力廉散 竇杵彳进凤口的AM1力嬴故 A 1安装庄堵上的风曾 吗风管为短形时?门対臓逮芳H直住◎ 出这种管件的入口外装有网幡时.应进行修疋「边醴较弾时.BP S/D?h05时fo = I十氐边壁较阜时.即J/P>0.05时* 式中A—管件的局部阻力累裁*见上樂——福的 局诽阻力慕数.见管杵G-乩^-2不安在惓埴上的 權足甑妁則叭口 4 -.. 丄 ■ 02B聞4已fid100140IBD U. 026 1.00.96IKM0亠肺w0.69 4.590.30 o. os 1.0c,as IL帥0,?5 C.fl7乩站0.53仇的fe * 0,1& 1.0
577 知识就姥力量 当断简①处有期格时，按式＜8.3-2）进行修正。 /?3安装在端堪上的锥形渐缩剤叭口 当断面①处有网格时，应按式（8.3 2）修正。 *4罩形进风门 若斷面①处有剧祜时.应按式＜8＜3-2）进行修正。 4-5带或不带凸边的渐缩型罩子。 矶?） 0 20 40 w ?0 ]00 120 1W 1W 180 L0 O.ll 0N6 0.W 044 0.18 0.27 - O.A3 <1. W 20 40 8C- 100 120 uo 160 l?J : 1.0 0.L9 0.13 0U6 0<2l 0.27 0.33 0.33 0.52 : 对于矩形罩子，&系招大角。 管件B 岀风口的局部81力系数 B-1直管出风口 瓷o = 1?0 当岀口断面处有网格时，应按式（8.3?2） 进行修正? B-2健形出风口.園风管 1 D C 10 20 M 40 60 100 13 180 O.OZL o.so 0.U 仇45 C.43 0.41 0.40 0.42 0.45 O.M 0.05 0.W 0.45 0.1( 0.W 0.33 0.30 0>35 0.42 O.ati 0.OT5 OeSO 0.42 0.36 O.2C 0.28 0.23 0.30 0.40 0.50 0.10 0.50 0.W 0.S2 0.2S 几22 0.18 0.27 C.M 0.50 0.1$ 0.60 0.37 0.Z7 9.20 ).16 0.15 0.25 0-37 0.50 ? 0?3 0.50 0.27 0.18 _ !>.13 3.11 0.12 0.23 0.36 C.50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0?b 0.7 0.8 ?.9 ■ 0 2?$ 1.8 i?5 1.1 1.3 1.2 l.Z 1.1 l.l 15 1.3 o.$o o.a 0.41 0.30 0.29 0.2S 0-25
过量空气系数
一、实测大气污染物浓度有时为什么要折算？ 在实际生产中，锅炉或窑炉使用燃料燃烧时，一般都会加入过量空气（使用鼓风机），一方面，可使燃料充分燃烧，但也出现了另一个问题，排气筒排放的污染物浓度产生了“稀释”作用，大大降低了排放浓度，会造成污染物排放浓度“虚假”达标，这是不允许的。 为了防止排污单位在排放大气污染物时，加大鼓引风机的风量，人为减少污染物的浓度，达到稀释排放从而达标（浓度标准）的目的，从而得到真实的污染物排放浓度，就必有一个统一的换算标准，于是引入“过量空气系数”的概念。 当然，判断排气筒是否达标不是用“排放浓度”一个指标。在《大气污染物综合排放标准》中规定了“最高允许排放浓度”和“最高允许排放速率”需同时达标才算达标。“最高允许排放速率”的单位是kg/h，计算公式为：污染物排放浓度(mg/ m3)×烟气流量(m3 /h)，此式可说明，无论如何“稀释”，计算出来的排放量都是正确的。 从上式可知，计算排放速率时，无需使用折算后的排放浓度。 二、过量空气系数概念及意义 1、过量空气系数：燃料燃烧时实际空气需要量与理论空气需要量之比值。用“α”表示。 2、过量空气系数的意义：炉子在操作过程中，过量空气系数太大，说明在燃烧时实际鼓风量较大，氧气充 足，对完全燃烧有利，但过大的鼓风量必然产生过大的烟气，使烟气带走的热量增加，炉膛温度下降，传热不好，浪费燃料。过量空气系数太小，说明实际鼓风量小，氧气不充足，造成燃烧不完全，浪费燃料，炉内传热也不好。 因此，合理的过量空气系数应该既能保证燃料完全燃烧，又能使各项热损失降至最小。 3、过量空气系数的确定。过量空气系数可用仪器实测，实测的过量系数不一定是最佳的，只是反映炉子的 真实情况。为此，国家针对不同的炉窑或锅炉也规定了相应的过量空气系数。两者经过对比，则可折算真实的污染物排放浓度。 4、折算公式：折算排放浓度=实测浓度×（实测过量空气系数/国家规定的过量空气系数）。实测过量空 气系数=21/21-烟气中氧的体积百分比。 三、国家规定的空气过剩系数 1、《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996） 除冲天炉(用掺风系数)、熔炼炉、铁矿烧结炉（用实测浓度）外。其它工业炉窑过量空气系数规定为1.7。 2、《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003） 过量空气系数（α）: 燃煤锅炉 α=1.4 燃油锅炉 α=1.2 燃气锅炉 α=3.5 垃圾焚烧标准GWKB 3-2000有空气系数。
谈通风管道局部阻力计算方法
谈通风管道局部阻力计算方法 胡宝林 在通风除尘与气力输送系统中，管道的局部阻力主要在弯头、变径管、三通、阀门等管件和重杂物分离器、供料器、卸料器、除尘器等设备上产生。由于管件形状和设备结构的不确定性以及局部阻力的复杂性，目前许多局部阻力系数还不能用 公式进行计算，只能通过大量的实验测试阻力再推算阻力系数，并制成表格供设计 者查询。例如在棉花加工生产线上，常规的漏斗形重杂物分离器压损为300R左右, 离心式籽棉卸料器压损为400匕左右，这些都是实测数据，由于规格结构不同差异也会很大，所以仅供参考。只有一些常见的形状或结构比较确定的管件及设备可通过公式计算阻力系数，例如弯头、旋风除尘器等。局部阻力是管道阻力的重要组成部分，一个R=4D 90°弯头的阻力相当于2.5?6.5m的直管沿程阻力。由于涉及到局部阻力的管件种类繁多，不便一一列举，因此，本文以弯头等常用管件为例重点讨论在纯空气下和带料运行时的局部阻力系数的变化及局部阻力计算方法。 一、纯空气输送时局部阻力和系数 1、局部阻力 当固体边界的形状、大小或者两者之一沿流程急剧变化，流体的流动速度分布就会发生变化，阻力大大增加，形成输送能量的损失，这种阻力称为局部阻力。在产生局部损失的地方，由于主流与边界分离和漩涡的存在，质点间的摩擦和撞击加剧，因而产生的输送能量损失比同样长的直管道要大得多，局部阻力与物料的密度 及速度的平方成正比，局部阻力计算公式： :：.2 式中：出一局部阻力，F a； ?—局部阻力系数，实验取得或公式计算; H d —动压，巳； ‘一空气密度,1.205kg/m3(20°C)；-—空气流速，m/s 2、阻力系数
过剩空气系数的计算方法
过剩空气系数的计算方法 作者：金志刚 文章来源：天津大学土木系教授 引言 在燃气燃烧产物（烟气）的计算工作中，过剩空气系数的计算是经常遇到的。一般用于以下两方面： 一为在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的热效率的降低,以及燃烧工况的恶化。 一为在检测燃气燃烧设备的烟气中的有害物质时，需要根据烟气样中氧含量或二氧化碳含量确定过剩空气系数，从而折算成过剩空气系数为1时的有害物含量。 为了简化计算，通常是采用近似的计算公式。但是这些近似公式都有一定的设定条件。不考虑设定条件，盲目地使用近似公式，往往会引起较大的偏差，甚至于出现错误。这也是在检测工作中经常发现数字矛盾的原因之一。为了减少读者的查阅资料的时间，本文适当地重复过去推导的公式，强调的是近似公式的使用条件以及应用时应该考虑的问题。最后提出两个比较精确的过剩空气计算公式，供有关人士参考。 一.根据燃烧产物的成分计算过剩空气系数 本文讨论的主要是完全燃烧情况下的过剩空气系数。 这里的完全燃烧是指燃烧产物中未完全燃烧成分很低，例如CO与NO X含量属于ppm级。在计算燃烧产物成分时可以不计入这些未完全燃烧成分。 1.过剩空气的来源 在完全燃烧条件下，燃烧产物中有过剩空气，来源于两个情况。一为在燃烧过程中混入过多空气，使燃烧后燃烧产物中有过剩的空气；另一为根据分析燃烧产物成分的需要抽取烟气样时，混入了周围的空气。 在燃烧以前混入过多的空气，会增加热损失，降低热效率；混入的空气过少（过剩空气系数小于1）也会恶化燃烧，造成污染环境与能源浪费。为此在运行过程中需要根据烟气样中的成分计算过剩空气系数。从而做出调整燃烧工况的措施。 在燃烧以后混入周围的空气大多数是在抽取烟气样时发生的。为了消除多余空气对烟气样中成分的影响，需要折算到没有多余空气时（过剩空气系数=1）烟气样的成分。这也需要计算过剩空气系数。 虽然在燃烧前混入过多空气会影响燃烧工况，而燃烧后混入空气对燃烧工况没有关系。但是它们对烟气样的成分的影响是相同的。都可以用烟气样中的氧或二氧化碳含量计算过剩空气系数。当然这个结论都是在本文的先提条件，完全燃烧的情况下才能成立。 2.根据干烟气中的O2含量计算过剩空气系数 在燃烧过程中，供给燃烧需要的空气往往会大于燃烧实际需要的空气量。这样，实际的空气量与燃烧理论需要的空气量的比值即为过剩空气系数。 过剩空气系数a，可用下面公式计算，
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。 （）（） 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。
过量空气系数、漏风率计算方法及举例
（过剩）空气系数 过剩空气系数是燃料燃烧时实际空气需要量与理论空气需要量之比值，用“α”表示。计算公式：α＝20.9%/(20.9%-O2实测值) 其中：20.9%为O2在环境空气中的含量，O2实测值为仪器测量烟道中的O2值 举例：锅炉测试时O2实测值为13%，计算出的过剩空气系数α＝20.9%/(20.9%-13％) ＝2.6 国标规定过剩空气系数应按α＝1.8（燃煤锅炉），α＝1.2（燃油燃气锅炉）进行折算。举例：燃煤锅炉，锅炉测试时O2实测值为13%，SO2排放值500ppm，计算出的过剩空气系数α＝2.6，那么根据国标规定，折算后的SO2排放浓度＝SO2实测值×（α实际值/α国标值）＝500ppm×（2.6/1.8 ）=722ppm 举例：燃油燃气锅炉，锅炉测试时O2实测值为13%，SO2排放值500ppm，计算出的过剩空气系数α＝2.6，那么根据国标规定，折算后的SO2排放浓度＝SO2实测值×（α实际值/α国标值）＝500ppm×（2.6/1.2 ）=1083ppm
空预器漏风率测算 为检测1号炉A侧空预器检修后漏风情况，根据空预器漏风经验公式：AL=(α//-α/)/ α/*90%，对1号炉空预器检修前后漏风率进行测算如下： 一、1号炉空预器漏风率: 对9月14日16:00运行数据，计算空预器漏风率数据如下表; A侧O2(%) B侧O2(%) 实测数据计算DCS数据计算实测数据计算DCS数据计算入口 3.9 2.13 3.15 3.23 出口 5.03 4.22 4.47 4.2 漏风率(%) 6.36 11.2 7.19 5.18 从上表可以看出2B侧实测和DCS数据偏差不大，2A侧实测和DCS数据偏差较大，省煤器入口偏低1.77%，空预器出口偏低0.81%。
水管系统各部件局部阻力系数
并联环路压力损失的最大允许差值双管同程：15% 双管异程：25%
附录C 当量长度表
所谓水泵的选取计算其实就是估算（很多计算公式本身就是估算的），估算分的细致些考虑的内容全面些就是精确的计算。 特别补充：当设计流量在设备的额定流量附近时，上面所提到的阻力可以套用，更多的是往往都大过设备的额定流量很多。同样，水管的水流速建议计算后，查表取阻力值。 关于水泵扬程过大问题。设计选取的水泵扬程过大，将使得富裕的扬程换取流量的增加，流量增加才使得水泵噪音加大。特别的，流量增加还使得水泵电机负荷加大，电流加大，发热加大，“换过无数次轴承”还是小事，有很大可能还要烧电机的。 另外“水泵出口压力只有0.22兆帕”能说明什么呢？水泵进出口压差才是问题的关键。例如将开式系统的水泵放在100米高的顶上，出口压力如果是0.22MPa，就这个系统将水泵放在地上向100米高的顶上送，出口压力就是0.32MPa了！ 1、水泵扬程简易估算法暖通水泵的选择：通常选用比转数ns在130～150的离心式清水泵，水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍（单台取1.1，两台并联取1.2。按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O，水泵扬程（mH2O）： Hmax=△P1+△P2+0.05L(1+K) △P1为冷水机组蒸发器的水压降。 △P2为该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。 L为该最不利环路的管长 K为最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值，当最不利环路较长时K值取0.2～0.3，最不利环路较短时K值取0.4～0.6 2、冷冻水泵扬程实用估算方法这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成，因为这种系统是最常用的系统。 1.冷水机组阻力：由机组制造厂提供，一般为60~100kPa。 2.管路阻力：包括磨擦阻力、局部阻力，其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。若取值大则管径小，初投资省，但水泵运行能耗大；若取值小则反之。目前设计中冷水管路的比摩组宜控制在150~200Pa/m 范围内，管径较大时，取值可小些。 3.空调未端装置阻力：末端装置的类型有风机盘管机组，组合式空调器等。它们的阻力是根据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的，许多额定工况值在产品样本上能查到。此项阻力一般在20~50kPa范围内。 4.调节阀的阻力：空调房间总是要求控制室温的，通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。如果此允许压力降取值大，则阀门的控制性能好；若取值小，则控制性能差。阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。水系统设计时要求阀权度S>0.3，于是，二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPa。 根据以上所述，可以粗略估计出一幢约100m高的高层建筑空调水系统的压力损失，也即循环水泵所需的扬程： 1.冷水机组阻力：取80kPa（8m水柱）； 管路阻力：取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50kPa；取输配侧管路长度300m与比摩阻200Pa/m，则磨擦阻力为300*200=60000Pa=60kPa；如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%，则局部阻力为60kPa*0.5=30kPa；系统管路的总阻力为50kPa+60kPa+30kPa=140kPa（14m水柱）； 3.空调末端装置阻力：组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大，故取前者的阻力为45kPa（ 4.5水柱）； 4.二通调节阀的阻力：取40kPa（0.4水柱）。
(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 、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