能量方程-压力损失vs水头损失gydF4y2Ba

计算管道、管道或管道中的压力损失或水头损失。gydF4y2Ba

赞助商链接gydF4y2Ba

流体流动中某一点上单位质量的总能量由gydF4y2Ba仰角(势能)gydF4y2Ba，gydF4y2Ba速度(动能)gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba压力能gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba能量方程gydF4y2Ba能量不会消失的状态——流体流动中上游的能量总是等于流动中下游的能量和两点之间的能量损失。gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba= EgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba+ EgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}(1）gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba上游能源gydF4y2Ba(J /公斤,Btu /磅)gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba下游能源gydF4y2Ba(J /公斤,Btu /磅)gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}能量损失gydF4y2Ba(J /公斤,Btu /磅)gydF4y2Ba

流动中某一点的能量gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba_流gydF4y2Ba= EgydF4y2Ba_{压力gydF4y2Ba}+ EgydF4y2Ba_{动能gydF4y2Ba}+ EgydF4y2Ba_{潜在的gydF4y2Ba}（2）gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba_{压力gydF4y2Ba}= p /gydF4y2Baρ=gydF4y2Ba压力能gydF4y2Ba(J /公斤,Btu /磅)gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba_{动能gydF4y2Ba}＝gydF4y2BavgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2gydF4y2Ba＝gydF4y2Ba速度(动能)gydF4y2Ba(J /公斤,Btu /磅)gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba_{潜在的gydF4y2Ba}= g h =gydF4y2Ba仰角(势能)gydF4y2Ba(J /公斤,Btu /磅)gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}＝gydF4y2BaΔgydF4y2BapgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}/gydF4y2BaρgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba主要和gydF4y2Ba小gydF4y2Ba流体流动中的能量损失gydF4y2Ba(J /公斤,Btu /磅)gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba流体压力gydF4y2Ba(Pa (N / mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba)， psi (lb/ingydF4y2Ba^2gydF4y2Ba）)gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BapgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}= major和gydF4y2Ba小gydF4y2Ba流体流动中的压力损失(Pa (N/mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba)， psi (lb/ingydF4y2Ba^2gydF4y2Ba）)gydF4y2Ba

ρgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba流体密度gydF4y2Ba(公斤/米gydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba蛞蝓/英尺gydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

vgydF4y2Ba=流速(m/s, ft/s)gydF4y2Ba

ggydF4y2Ba＝gydF4y2Ba重力加速度gydF4y2Ba(米/秒gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba,英尺/秒gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

hgydF4y2Ba海拔(米，英尺)gydF4y2Ba

方程1和2可以结合起来表示在一条流线上两个不同的点上的相等能量为gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba/gydF4y2BaρgydF4y2Ba+ vgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2 +gydF4y2Bag hgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba= pgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/gydF4y2BaρgydF4y2Ba+ vgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2 + g hgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba+ΔpgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}/gydF4y2BaρgydF4y2Ba（3）gydF4y2Ba

或者gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba+ ρ vgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2 +gydF4y2BaρgydF4y2Bag hgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba= pgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba+ ρ vgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2 + ρ g hgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba+ΔpgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}(3 b)gydF4y2Ba

对于水平稳态流动gydF4y2BavgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba= vgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba而且gydF4y2BahgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba= hgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba， -和gydF4y2Ba(3 b)gydF4y2Ba可以简化为:gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BapgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}＝gydF4y2BapgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba- pgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba(3 c)gydF4y2Ba

压力损失分为gydF4y2Ba

重大的损失gydF4y2Ba由于摩擦和gydF4y2Ba
轻微的损失gydF4y2Ba由于速度的变化，在弯道，阀门和类似gydF4y2Ba

管道或管道中的主要摩擦损失取决于流速、管道或风管长度、管道或风管直径以及基于管道或风管粗糙度的摩擦因子，以及流动是湍流还是层流gydF4y2Ba雷诺数gydF4y2Ba流的。管子或风管中由于摩擦造成的压力损失，主要损失，可以表示为:gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BapgydF4y2Ba_{major_lossgydF4y2Ba}= λ (l / dgydF4y2Ba_hgydF4y2Baρ v)gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2)gydF4y2Ba（4）gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BapgydF4y2Ba_{major_lossgydF4y2Ba}＝gydF4y2Ba主要摩擦压力损失gydF4y2Ba(Pa (N / mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba),磅/英尺gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

λgydF4y2Ba摩擦系数gydF4y2Ba

lgydF4y2Ba=风管或管道长度(m, ft)gydF4y2Ba

dgydF4y2Ba_hgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba水力直径gydF4y2Ba(m,英尺)gydF4y2Ba

情商。gydF4y2Ba（3）gydF4y2Ba也被称为gydF4y2BaD 'Arcy-Weisbach方程gydF4y2Ba．gydF4y2Ba（3）gydF4y2Ba是有效的gydF4y2Ba充分发展，稳定，不可压缩的流动gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba轻微或动态损失gydF4y2Ba取决于流速，密度和实际成分的系数。gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BapgydF4y2Ba_{minor_lossgydF4y2Ba}＝gydF4y2BaξgydF4y2BaρvgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2 (5)gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BapgydF4y2Ba_{minor_lossgydF4y2Ba}=小压力损失(Pa (N/mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba),磅/英尺gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

ξgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba小损失系数gydF4y2Ba

人头损失gydF4y2Ba

能量方程可以用水头和水头损失来表示，每一项除以gydF4y2Ba具体的重量gydF4y2Ba液体的。管子或管道中流体流动的总扬程可以表示为的和gydF4y2Ba海拔的头gydF4y2Ba，gydF4y2Ba速度头gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba压头gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

请注意gydF4y2Ba！下式中的压头是基于流体本身作为参考流体。阅读更多gydF4y2Ba这里头gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba/ γ + vgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2g + hgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba= pgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ γ + vgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2g + hgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba+ΔhgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}(6）gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BahgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}=水头损失(m "流体" ft "流体")gydF4y2Ba

γgydF4y2Ba＝gydF4y2Baρ g =gydF4y2Ba具体的重量gydF4y2Ba(N/mgydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba磅/英尺gydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

用于水平稳态流动gydF4y2BavgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba= vgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba而且gydF4y2BapgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba= pgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba， -(4)可转化为:gydF4y2Ba

hgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}＝gydF4y2BahgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba- - - - - - hgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba(6)gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BahgydF4y2Ba＝gydF4y2BaP / γ =gydF4y2Ba头(m "流体" ft "流体")gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba主要摩擦水头损失gydF4y2Ba在管子或风管中由于摩擦力可表示为:gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BahgydF4y2Ba_{major_lossgydF4y2Ba}＝gydF4y2Baλ (l / dgydF4y2Ba_hgydF4y2Ba) (vgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2克)gydF4y2Ba(7）gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BahgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}=水头损失(m, ft)gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba轻微或动态水头损失gydF4y2Ba取决于流速，密度和实际成分的系数。gydF4y2Ba

ΔgydF4y2BapgydF4y2Ba_{minor_lossgydF4y2Ba}＝gydF4y2BaξgydF4y2BavgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/(2克)(8)gydF4y2Ba

摩擦系数-gydF4y2BaλgydF4y2Ba

摩擦系数取决于流量——如果有的话gydF4y2Ba

层状,gydF4y2Ba
瞬态或gydF4y2Ba
动荡不安的gydF4y2Ba

以及管或风管的粗糙度。gydF4y2Ba

为了确定摩擦系数，我们首先必须确定流动是层流、瞬态流还是湍流，然后使用适当的公式或图表。gydF4y2Ba

层流摩擦系数gydF4y2Ba

对于充分发展的层流，风管的粗糙度可以忽略不计。摩擦系数只取决于雷诺数gydF4y2Ba再保险gydF4y2Ba-可表示为:gydF4y2Ba

λ= 64 / RegydF4y2Ba（9)gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

再保险gydF4y2Ba＝gydF4y2Ba无量纲雷诺数gydF4y2Ba

流程是gydF4y2Ba

层流时gydF4y2BaRe < 2300gydF4y2Ba
瞬态时gydF4y2Ba2300 < Re < 4000gydF4y2Ba
动荡的时候gydF4y2Ba再> 4000gydF4y2Ba

瞬态流动摩擦系数gydF4y2Ba

如果流动是瞬态的——2300 < Re < 4000——流动在层流和湍流之间变化，摩擦系数是不可能确定的。gydF4y2Ba

湍流的摩擦系数gydF4y2Ba

对于湍流流动，摩擦系数取决于雷诺数和风管或管壁的粗糙度。在函数形式中，这可以表示为:gydF4y2Ba

λ = f(Re, k / dgydF4y2Ba_hgydF4y2Ba）gydF4y2Ba（10）gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

公斤ydF4y2Ba＝gydF4y2Ba绝对粗糙度gydF4y2Ba管壁(mm, ft)gydF4y2Ba

K / dgydF4y2Ba_hgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba相对粗糙度或粗糙度比gydF4y2Ba

通过实验确定材料的粗糙度。一些常见材料的绝对粗糙度如下表所示gydF4y2Ba

表面gydF4y2Ba	绝对粗糙度-gydF4y2Ba公斤ydF4y2Ba
表面gydF4y2Ba	(10gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba米)gydF4y2Ba	(英尺)gydF4y2Ba
铜，铅，黄铜，铝(新)gydF4y2Ba	0.001 - 0.002gydF4y2Ba	3.3 - 6.7 10gydF4y2Ba^6gydF4y2Ba
PVC及塑料管gydF4y2Ba	0.0015 - 0.007gydF4y2Ba	0.5 - 2.33gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba
环氧树脂，乙烯酯和等苯二甲酸酯管gydF4y2Ba	0.005gydF4y2Ba	1.7十gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba
不锈钢，喷砂gydF4y2Ba	0.001 - 0.006gydF4y2Ba	(0.00328 - 0.0197gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba
不锈钢，车削gydF4y2Ba	0.0004 - 0.006gydF4y2Ba	(0.00131 - 0.0197gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba
不锈钢，电抛光gydF4y2Ba	0.0001 - 0.0008gydF4y2Ba	(0.000328 - 0.00262gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba
商用钢管gydF4y2Ba	0.045 - 0.09gydF4y2Ba	1.5 - 3 10gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba
拉伸钢gydF4y2Ba	0.015gydF4y2Ba	5 10gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba
焊接钢gydF4y2Ba	0.045gydF4y2Ba	1.5十gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba
镀锌钢gydF4y2Ba	0.15gydF4y2Ba	5 10gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba
生锈的钢材(腐蚀)gydF4y2Ba	0.15 - 4gydF4y2Ba	5 - 133 10gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba
新铸铁gydF4y2Ba	0.25 - 0.8gydF4y2Ba	8 - 27 10gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba
磨损的铸铁gydF4y2Ba	0.8 - 1.5gydF4y2Ba	2.7 - 5 10gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba
生锈的铸铁gydF4y2Ba	1.5 - 2.5gydF4y2Ba	5 - 8.3 10gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba
薄板或沥青铸铁gydF4y2Ba	0.01 - 0.015gydF4y2Ba	3.33 - 5gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba
平滑的水泥gydF4y2Ba	0.3gydF4y2Ba	1 10gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba
普通混凝土gydF4y2Ba	0.3 - 1gydF4y2Ba	1 - 3.33gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba
粗糙的混凝土gydF4y2Ba	0.3 - 5gydF4y2Ba	1 - 16.7gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba
刨平的木材gydF4y2Ba	0.18 - 0.9gydF4y2Ba	6 - 30 10gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba
普通的木头gydF4y2Ba	5gydF4y2Ba	16.7十gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba

〇摩擦系数gydF4y2BaλgydF4y2Ba-可由gydF4y2BaColebrooke方程gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

1 / λgydF4y2Ba^{1／2gydF4y2Ba}= -2,0 loggydF4y2Ba_10gydF4y2Ba[(2,51 / (Re λgydF4y2Ba^{1／2gydF4y2Ba}) + (k / dgydF4y2Ba_hgydF4y2Ba) / 3,72]gydF4y2Ba（11）gydF4y2Ba

因为摩擦系数-gydF4y2BaλgydF4y2Ba-在方程两边，必须通过迭代求解。如果我们知道雷诺数和粗糙度，摩擦系数gydF4y2BaλgydF4y2Ba-在特定的流量可以计算。gydF4y2Ba

柯勒布鲁克方程的图形表示是gydF4y2Ba穆迪图gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

穆迪图表gydF4y2Ba-可打印格式的穆迪图表。gydF4y2Ba

根据穆迪图，我们可以找到摩擦系数，如果我们知道gydF4y2Ba雷诺数gydF4y2Ba-gydF4y2Ba再保险gydF4y2Ba-以及gydF4y2Ba

相对粗糙度比gydF4y2Ba-gydF4y2BaK / dgydF4y2Ba_hgydF4y2Ba

从图中我们可以看到gydF4y2Ba摩擦系数gydF4y2Ba取决于层流的雷诺数——瞬态流动的摩擦系数是不确定的——以及湍流的摩擦系数是不确定的。gydF4y2Ba

对于液压光滑管道-粗糙度比限制为零-摩擦系数或多或少只取决于雷诺数。gydF4y2Ba

对于完全发展的湍流流动，摩擦系数只取决于粗糙度比。gydF4y2Ba

例子-风管压力损失gydF4y2Ba

空气gydF4y2Ba0gydF4y2Ba^ogydF4y2BaCgydF4y2Ba是流在gydF4y2Ba10米gydF4y2Ba镀锌风管-gydF4y2Ba315毫米gydF4y2Ba直径-随速度变化gydF4y2Ba15米/秒gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

雷诺数gydF4y2Ba可计算:gydF4y2Ba

Re = dgydF4y2Ba_hgydF4y2BaV ρ / μgydF4y2Ba（12）gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

再保险gydF4y2Ba雷诺数gydF4y2Ba

vgydF4y2Ba=速度(米/秒)gydF4y2Ba

ρgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba空气密度gydF4y2Ba(公斤/米gydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

μgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba动态粘度或绝对粘度gydF4y2Ba（gydF4y2BaNs / mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

计算雷诺数:gydF4y2Ba

Re = (15 m/s) (315 mm) (10gydF4y2Ba^3gydF4y2BaM /mm) (1.23 kg/ MgydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba10 . (1.gydF4y2Ba^5gydF4y2BaNs / mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

= 324679 (kgm/sgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba) / NgydF4y2Ba

＝gydF4y2Ba324679gydF4y2Ba~湍流gydF4y2Ba

湍流流动表明Colebrooks方程gydF4y2Ba（9)gydF4y2Ba必须用什么来确定摩擦系数-gydF4y2BaλgydF4y2Ba-．gydF4y2Ba

“粗糙”gydF4y2BaεgydF4y2Ba-gydF4y2Ba镀锌钢gydF4y2Ba0.15毫米gydF4y2Ba时，可计算出粗糙度比:gydF4y2Ba

粗糙度比gydF4y2Baε / dgydF4y2Ba_hgydF4y2Ba

＝gydF4y2Ba(0.15毫米)/(315毫米)gydF4y2Ba

＝gydF4y2Ba4.76十gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba

使用Colebrooks方程的图形表示-gydF4y2Ba穆迪图表gydF4y2Ba-摩擦系数-gydF4y2BaλgydF4y2Ba-可确定为:gydF4y2Ba

λgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba0.017gydF4y2Ba

主要损失为gydF4y2Ba10米gydF4y2Ba风管可以计算用的gydF4y2Ba达西-韦史巴赫方程gydF4y2Ba（3）gydF4y2Ba或gydF4y2Ba(6):gydF4y2Ba

ΔpgydF4y2Ba_{损失gydF4y2Ba}= λ (l / dgydF4y2Ba_hgydF4y2Baρ v)gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2)gydF4y2Ba

＝gydF4y2Ba0.017((10米)/(0.315米)(1.23 kg/mgydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba)(15米/秒)gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ 2)gydF4y2Ba

＝gydF4y2Ba74gydF4y2BaPa (N / mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

赞助商链接gydF4y2Ba

能量方程-压力损失vs水头损失gydF4y2Ba

计算管道、管道或管道中的压力损失或水头损失。gydF4y2Ba

人头损失gydF4y2Ba

摩擦系数-gydF4y2BaλgydF4y2Ba

层流摩擦系数gydF4y2Ba

瞬态流动摩擦系数gydF4y2Ba

湍流的摩擦系数gydF4y2Ba

例子-风管压力损失gydF4y2Ba

相关的话题gydF4y2Ba

相关文档gydF4y2Ba

分享gydF4y2Ba

搜索工程工具箱张信哲代言欧宝是干嘛的欧宝提款限制gydF4y2Ba

SketchUp扩展-在线3D建模!gydF4y2Ba

关于工程工具张信哲代言欧宝是干嘛的欧宝提款限制箱!gydF4y2Ba

隐私gydF4y2Ba

在工具箱里做广告gydF4y2Ba

主题gydF4y2Ba

单位转换器gydF4y2Ba