北京化工大学：《化工原理》课程教学资源（课件讲稿）第一章 流体流动（1.4）流体流动阻力

北京化工大学化工原理电子课件 14流体流动阻力 14.1直管阻力 14.2局部阻力 返

返回 北京化工大学化工原理电子课件 1 1.4 流体流动阻力 1.4.1 直管阻力 1.4.2 局部阻力

北京化工大学化工原理电子课件 1.4流体流动阻力 直管阻力:流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而 生的阻力; 局部阻力:流体流经管件、阀门等局部地方由于流速 大小及方向的改变而引起的阻力。 1.4.1直管阻力 阻力的表现形式 2目x 返

返回 北京化工大学化工原理电子课件 2 1.4 流体流动阻力 直管阻力：流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而 产生的阻力； 局部阻力：流体流经管件、阀门等局部地方由于流速 大小及方向的改变而引起的阻力。 1.4.1 直管阻力 一、阻力的表现形式

北京化工大学化工原理电子课件 F 流体在水平等径直管中作定态流动。 8+ g tw 3门x 返

返回 北京化工大学化工原理电子课件 3 流体在水平等径直管中作定态流动。 Wf p z g u p z g + u + = + + +   2 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 1

北京化工大学化工原理电子课件 若管道为倾斜管,则 +58)-(B +22g) 流体的流动阻力表现为静压能的减少; ●水平安装时,流动阻力恰好等于两截面的静压 能之差。 4目x 返

返回 北京化工大学化工原理电子课件 4 u1 = u2 1 2 z = z  W p1 p2 f −  = 若管道为倾斜管，则 ( ) ( ) 2 2 1 1 z g p z g p Wf = + − +   流体的流动阻力表现为静压能的减少； 水平安装时，流动阻力恰好等于两截面的静压 能之差

北京化工大学化工原理电子课件 二、直管阻力的通式 由于压力差而产生的推动力:(p1-p)A 流体的摩擦力:F=τ4=τml 定态流动时(1-P2) Tidl 4 W 8τl 87 返

返回 北京化工大学化工原理电子课件 5 二、直管阻力的通式 由于压力差而产生的推动力： ( ) 4 2 1 2 d p p  − 流体的摩擦力： F =A =dl dl d p p   − = 4 ( ) 2 1 2  d l Wf 4 = 2 8 2 2 u d l u Wf   = 令 2 8 u   = 定态流动时

北京化工大学化工原理电子课件 W,=元 d 2 直管阻力通式(范宁 Fanning公式 λ—摩擦系数(摩擦因数) 其它形式: 压头损失 hr=元 m d 2 g 压力损失 9=2m2 Pa ●该公式层流与湍流均适用 ●注意A与A的区别。 返

返回 北京化工大学化工原理电子课件 6 ——直管阻力通式（范宁Fanning公式） 其它形式：  ——摩擦系数（摩擦因数） 则 2 2 u d l Wf =  J/kg 压头损失 g u d l hf 2 2 =  m 压力损失 2 2 u d l p f   =  Pa 该公式层流与湍流均适用； 注意 p 与pf 的区别

北京化工大学化工原理电子课件 层流时的摩擦系数 速度分布方程 (P1-P2) R max 4ul 又 三-l. R 32l p-p 2 32l 哈根-泊谡叶 f ( Hagen-Poiseuille)方程 返

返回 北京化工大学化工原理电子课件 7 三、层流时的摩擦系数 max 2 1 u = u 1 2 2 max 4 ( ) R l p p u  − 速度分布方程 = 2 d R = 1 2 2 32 ( ) d lu p p  − = 2 32 d lu p f   = 又 ——哈根-泊谡叶 （Hagen-Poiseuille）方程

北京化工大学化工原理电子课件 32l 能量损失W O 层流时阻力与速度的一次方成正比。 变形:Wr= 32uh6411 64l pu d 2 Re d 2 64 比较得 Re 8目x 返

返回 北京化工大学化工原理电子课件 8 2 32 d lu Wf   能量损失 = 层流时阻力与速度的一次方成正比 。 Re 2 64 2 32 64 2 2 2 u d u l d l d d u lu Wf = =   =       Re 64  = 变形： 比较得

北京化工大学化工原理电子课件 四、湍流时的摩擦系数 1.因次分析法 目的:(1)减少实验工作量; (2)结果具有普遍性,便于推广 基础:因次一致性 即每一个物理方程式的两边不仅数值相等, 而且每一项都应具有相同的因次。 9目x 返

返回 北京化工大学化工原理电子课件 9 四、湍流时的摩擦系数 1. 因次分析法 目的：（1）减少实验工作量； （2）结果具有普遍性，便于推广。 基础：因次一致性 即每一个物理方程式的两边不仅数值相等， 而且每一项都应具有相同的因次

北京化工大学化工原理电子课件 基本定理:白金汉( Buckingham)π定理 设影响某一物理现象的独立变量数为n个, 这些变量的基本因次数为m个,则该物理现象可 用N=(n-m)个独立的无因次数群表示。 湍流时压力损失的影响因素: (1)流体性质:p,4 (2)流动的几何尺寸:d,l,ε(管壁粗糙度) (3)流动条件: 0K目 返

返回 北京化工大学化工原理电子课件 10 基本定理：白金汉（Buckinghan）π定理 设影响某一物理现象的独立变量数为n个， 这些变量的基本因次数为m个，则该物理现象可 用N＝（n－m）个独立的无因次数群表示。 湍流时压力损失的影响因素： （1）流体性质：， （2）流动的几何尺寸：d，l，（管壁粗糙度） （3）流动条件：u