流体阻力计算
如前所述，由于流体的粘性，在流动过程中各层之间会产生内摩擦，同时流体与管壁之间也会存在外摩擦。
为了克服这种内部和外部摩擦，需要消耗流体能量，这称为流体水头损失（E损失或Σhf'）。
当应用伯努利方程解决与流体流动相关的问题时，必须提前注意到这种水头损失或阻力。
因此，阻力的计算已成为流体力学的主要任务之一。
流体阻力的大小不仅与流体的粘度有关，还与流体流动的方式（即流动是平稳的还是剧烈的）以及器官或设备的壁的姿态有关。
流体通过的地方（厚度）。
首先研究流型与阻力之间的关系，然后研究阻力的具体比例。
1。
雷诺兹实验观察。
如图1-10所示。
图1-10雷诺实验装置
1-墨水瓶； - 5阀水箱； 大玻璃管中水流的速度由阀门5调节。
将连接有墨水容器1的小玻璃管插入大玻璃管的中心，使墨水可以通过它流入水中。
墨水将通过 2 以便在大玻璃管内进行观察。
温度计可以测量水温 3 。
开始实验前，先将水箱注满水并保持溢出。
实验开始时，稍微打开阀门5，让水在大玻璃管中以很慢的速度向下流动，然后墨水会通过阀门2，然后逐渐打开阀门5，以增加管内的流速。
从实验中可以看出，当管内水的流速不高时，墨水沿着管的轴线呈直线流动，就像一根紧绷的绳子，如图1-11a所示。
这意味着，由于此时大玻璃管中的水颗粒不会相互混合，因此水沿着管的轴线平行且规则地流动。
随着管内流速的增加，墨线不再能沿直线流动，线条开始摇摆，形成波浪状流动，如图1-11b所示。
如果流入管子的速率继续增加，此时达到一定值，这行墨水很快就会与流动的水流混合，所有流入管子的水都会被染上颜色； 如图1-11c所示。
这说明水粒子不仅沿着玻璃管的轴线流动，而且在截面上沿径向不规则地撞击，导致粒子剧烈交换位置并相互碰撞（也称为湍流）。
图1-11流体流动形态示意图
a-层流； 湍流结果
根据不同流体、不同管径得到的实验结果表明，流动模型流量因子除了与流体流速有关外，还与内径d有关。
管道、流体密度ρ和流体密度。
雷诺兹通过进一步分析和考虑这些因素对流动情况的影响，得出由上述四个因素组成的一组数字是用符号Re判断流体流动方式的标准。
如果将构成Re数的四个物理量的量纲代入群数中，则Re数的量纲为装置
即：数Re是无量纲群数。
组成该组的物理量必须以适当的单位表示。
因此，在兼容性方面，对于单位统一的任何理由都可以采取相同的理由。
根据大量实验可知，当Re≤2000时，流型为层流； 当Re≥4000时，流动模型为湍流，在2000
这种环境称为过渡流。
例1-4 有一条内径为300mm的输水管道。
水的流速为2m/s。
已知水温为18℃管道。
类型。
解决方案：计算Re值试验
金属选矿机械设备
已知：d ＝300mm＝0.3m
v＝2m/s18℃时水的密度 ρ≈1000kg/ m3，水的粘度 η=1.0559cP=1.0559×10-3Pa·s 选矿机械及非金属设备
4000，器官内流动的水样如此湍流。（2）圆管内流体的速度分布
流体速度的分布表示流体通过时横截面上各点的速度管截面更具体地说，它可以反映两种不同模型流动的本质：层流和湍流。
在板流中，流体颗粒沿平行于管中心的方向流动。
在管道截面上，从中心到管壁，湿层各层之间流动是相对的，直到管道中心处的速度达到最大线。
如果测量管道横截面直径内各点的流体速度并绘制出来，就可以得到抛物线包络曲线，如图1-12所示。
此时管道截面内流体的平均速度v为管道中心线上流体最大速度vmax的一半，即
金属加工机械和非金属机械
流体流经充满各种涡流的湍流对于大小涡流，除了沿管道轴线流动外，运动管段内流体各部分的方向和速度有时会发生变化 在整个管道中，平均流体速度是恒定的。
图1-13 圆管内流体湍流时速度分布
如果将横截面各点的速度作图，就可以得到湍流中速度分布曲线的包络线，如图1-13所示 它已经被证明了。
这条曲线类似于梯形平面绘图。
与图1-12所示的层流速度分布曲线相比，湍流的速度分布在管道中心周围区域相对均匀。
这是因为流体粒子在横截面中横向脉动。
如果流体的湍流程度越重，即雷诺数Re越大，则最大速度分布的区域越宽、越平坦。
紊流流动时，管道横截面内流体的平均速度v约为管道中心线处流体最大速度vmax的0.8倍，即：
非金属选矿机械设备
从图1-13所示的湍流中的速度分布曲线可以看出。
流体的速度在靠近管壁的区域突然下降，直到管壁处的速度为零。
在此区域，流体的速度梯度最大，速度分布曲线的形状与板流非常相似。
虽然在整个器官的横截面处流体流动的形状是紊流，但由于水分层以均匀的速度冲击器官壁，靠近管壁的流体受到限制而无法流动。
，与中心周围的流体不同。
管道的 如果将墨水注入管壁附近的一层湿气中，可以发现细细的墨水流呈线性流动。
由此可见，即使有流量1-15：
(1) Re<2000，因为它是板流区域。
此时，无论管道多么光滑或粗糙，画面中都只有一条直线。
由此可见，摩擦系数μ与管壁粗糙度无关，只与雷诺数Re有关。
即：
图1-15摩擦系数、雷诺数与相对粗糙度的关系
表1-2工业管道的绝对粗糙度
μ=f(Re
经验方程(对于圆管
非金属加工机械设备
(2) 当Re≥4000时，流动区域为紊流，紊流程度不大时，即图中虚线左侧的紊流区域，μ。
不仅与Re有关，还与管壁粗糙度有关
，即：
金属选矿机和tool
即μ值取决于器官的粗糙度
以及图中器官内液体含量Re数
当湍流程度达到极限时，即右上方的湍流区域。
图中的虚线，每条曲线都与截止坐标平行，这表明μ仅相关。
到值
无论 Re 的数量如何。
即：
金属加工机械和矿物设备
对于具有相对粗糙度的管道
说，当Re>105时（即到达最湍流区域），μ为固定值，即
μ=0.034
(3) 当2000＜Re时＜4000 ，属于过渡区域。
在这一领域，层流和湍流μ-Re曲线都可以使用，但出于安全原因计算阻力时，通常会扩展湍流曲线来找到该区域的摩擦系数μ。
由图1-15计算出的摩擦系数μ为等温值。
如果液体在流动过程中温度发生变化，实验结果表明，受热液体在管内流动，摩擦系数减小； 由于存在板流，因此应按如下方式开始：首先，使用物理量 η 和 ρ 求出 Re 数处液体的平均温度，然后除以从该图按1.1
进行修正 这里eta是液体在平均温度下的粘度，etaw是液体在管道平均壁温下的粘度。
当流动为湍流时，温度对摩擦系数μ的影响并不显着，通常可以忽略不计。
对于温度变化下流动的气体，在紊流中，摩擦系数一般不受温度变化的影响；
（2）局部阻力的计算
局部阻力的计算有两种方法：一是等效法；二是局部阻力法。
1. 等效法
当流体通过某个管件或阀门时，由于局部阻力而产生的水头损失与流体同时通过多根管道时相似。
直径 他们表达 这样，就可以利用直管阻力公式来计算局部阻力水头损失，而在计算管道阻力时，可以结合管道中管子直管段的长度与管件的等效长度和管道的阀门。
计算 即：
非金属矿加工机械设备
式中，Σle相当于不同的地点。
管道中的阻力 长度之和。
其它符号的含义和符号与前相同。
各种管道机关、阀门及其他局部障碍物的当量长度l。
该值是通过实验确定的，通常表示为管径n的倍数（也称为当量系数），如表1-3所示。
例如例如，闸阀全开时的n值，取表1-3、表7。
若闸阀安装在直径为100mm的管道上，则等效长度为：
表1-3电阻等效长度面积
le=7 d=7×100mm=700mm=0.7m
le=7 d=7×100mm=700mm=0.7m
流体通过合适的管道或阀门时的压头减少量以速度计算。
表示为管道内流体的倍数，这种计算局部阻力的方法称为系数。
即：
非金属矿加工机械、工具
式中，ρ为比例系数，电阻系数称为 该值可以通过实验测量（常见器官、瓣膜等局部阻力系数可查表1-4）。
其它符号的含义和符号与前相同。
或者当由于突然膨胀而失去压头时，通过取较小管道中的流速来计算流体的速度。
上面列出的等效长度和阻力系数值在各个专业书籍中有时会略有不同。
这是由于管道设备、阀门加工条件以及测量压力损失的装置的差异造成的。
非金属选矿机械设备
等效长度法 考虑μ值的变化，以电阻系数μ为局部常数 阻力，因此在现实中经常被指定。
下面的例子。
实施例1-5 将密度为1.1g/cm3的水溶液储存在另一个罐中，分为两个90°测量肘。
管道内溶液的流速为1m/s，粘度为0.001N·s/m2。
求扬程的总压力损失h。
解：已知ρ=1.1×1000=1100（kg/m3）
v=1m/s
d=114mm-2×4mm = 106mm＝0.106m
η＝0.001N·s/m2＝10-3N·s/m2< /p>
l＝20m
年龄
查看μ-Re曲线，得到μ=0.021
1使用阻力系数法计算局部阻力，首先
从储存在NOSE=0.5的水箱中计算
2 90。
2z=2×0.75=1.5
一个闸阀（全开=0.17
从管口流入储罐z=1
Σ= 0.5+1.5+0.17+1=3.17
<2.用长度测量法计算局部电阻
仔细计算，由等效板长得出le/d
Le/d=20 le=20d影响盘管道储存边缘
90°弯头标准2个le/d＝40 2le＝80d
闸阀1个（全开） le/d＝7 le＝7d
Fisher流入储罐le/d＝40 le＝40d
Σle＝20d+80d+7d+40d＝147d
所以水头压力消失了
在流体阻力方面。
因为
，即v2 =
代入管道形式阻力计算中v2的值，得到
德非金属矿工艺机械设备
由上式可知，当qv、s和管道总长度一定时，μ的影响随着d. 的增加。
被忽视的管道的阻力与直径大致相同，与d的五次方成正比。
例如，如果管径d增加一倍，损失的水头可减少到原水头损失的1/32。
因此，适当增大管道直径是减少水头压力损失的有效措施。
流体流动的阻力计算？
答：排空设备时，必须先打开出口阀门以稳定流体流量，然后在过程结束时关闭出口阀门。这将在管道中产生更大的压力以释放气体。
流体流动阻力。
管道系统中的流体流动可分为在均匀直管内的流动（主要由表面摩擦引起的沿路径产生阻力）和在阀门、弯头、设备入口等各种管件中的流动。
由于流道方向的变化、截面积的变化、流道的分叉、汇合等，会产生局部阻力，主要是由反向压降或涡流引起的。
阻力的计算： 流动时阻力F的计算公式： 式中Cd——阻力系数； u——自由流速； A——物体的投影面积，垂直于运动方向； ρ——流体密度； 。
阻力系数Cd的值取决于物体的形状和雷诺数。
例如，液体绕球体流动时阻力系数 Cd 和 Re 之间的关系（参见绕球流动）。
液体流经管道时，直管段的阻力主要是摩擦阻力，又称路径阻力。
摩擦阻力用壁面上的剪应力τw表示，其计算公式为： 式中，f为范宁摩擦系数，u为平均流体速度； τw与管道中的压降Δp成正比，因此管道中的摩擦阻力通常用压降来表示。
计算公式：其中l为管道长度，d为管道直径； 系数（λ=4f），代表Re数与粗糙度函数ε（管壁突起的平均高度），即： λ=φ(Re,ε/d) 上述函数依赖关系可以通过实验得到或通过理论计算（参见管道流量）。
当管道中的流体流经各种局部障碍物（如阀门和管道内部元件）或截面积通道截面突然膨胀或收缩时，所受到的阻力主要是压差阻力，称为局部阻力。
技术上的阻力。
此时虽然有摩擦阻力，但通常很小，可以忽略不计。
计算管道流的局部阻力时，通常采用以下公式： 式中，ψ为局部阻力系数，其值由实验确定。
