化 工 原 理清华大学 戴猷元教授
2003 年 2 月目 录绪论第一章 流体流动第二章 流体输送机械第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章 非均相物系的分离第五章 传热第六章 蒸发总结第一章 流体流动第一节 流体流动中的作用力第二节 流体静力学方程第三节 流体流动的基本方程第四节 流体流动现象第五节 流体在管内流动阻力第六节 管路计算第七节 流量的测定第五节 流体在管内流动阻力一、阻力损失及通式沿程阻力局部阻力三种表示方式：
3
,/ ( ) ;,( )
()
ff
f
h J k g k g h m N
pm?
每每
：P a 每第一章 第五节令 摩擦因数28/ u
Fanning(范宁 )公式
22
2
22
2
ff
f
l u l u
ph
dd
lu
H
dg
第一章 第五节第一章 第五节
2
32
()
64 / R e ( )
f
f
lu
p H ag on Po ise uill e
d
pu
哈根－泊谡叶方程与,的一次方成正比二、层流时的阻力损失三、因次分析法依据,因次一致性原则，正确描述一物理现象，等式两边的物理量因次一致。
校验,?定理 有 m个基本变量,n个基本因次，无因次群为 m- n个步骤,1)找出所有相关物理量
2)选出基本因次
3)列因次关系式
4)组成无因次数群幂函数关联式第一章 第五节
2
2
(,,,,,)
f
f
gb
f
p f d l u
p l du
k
dd
p
：管壁突出部分平均高度
：压力与惯性力之比第一章 第五节四、湍流的阻力损失
1,实验关联式柏拉修斯 （ Blasius） 关联式
0.250.3164/Re?＝
2,?－ Re图 (Moody图 )
滞流区?=64/Re,直线斜率为－ 1
第一章 第五节
Re,3× 10?光滑管,3 1× 105
阻力损失正比于流速的 1.75次方、粘度的 0.25次方
R e,,( )
/,R ed
定值。阻力平方区一定，
一般情况第一章 第五节五,非圆形管内阻力损失
24 4 4
2e
Rdd
R
流道截面积 流过体积当量直径 ＝ ＝ ＝
浸润周边 润湿表面积
de对湍流计算较可靠,矩形 a:b<3:1
环隙效果较差对于层流 正方形?=57/Re
环隙?=96/Re
第一章 第五节利用 计算动能较准确,计算动量有一定偏差六、局部阻力第一章 第五节
2
221 1 1
22
( 1 ),( 1 )
2f
u A Ah
AA
1、阻力系数法
1)突然扩大
u
认为 1,0处压力相同
稍大
2)突然缩小
2
2222
02
0
2 1 2 0
1
( ) ( 1 )
22
//
f
uA
h u u
A
A A A A?
不同计算 hf 时用小管平均流速。
3)出口,?0 = 1； 入口,?i = 0.5
4)当量长度法 2
2
e
f
l uh
d
第一章 第五节七、可压缩流体的阻力损失
12
1 1 2 2
1
10%
1 0 % u A u A
p
pp
p
大于进口压力,
，=
2
1
2
2 2
1
./
l n 0
2
p
p
G u c on st u G G v
v dp l G
G
v v d
积分：
对于稳定流动,A一定第一章 第五节理想气体
（ 1）等温过程
22 1 1
2
( l n )
2m
p p p lG
v p d
右边第一项：压力变化引起的动能变化。
上述方程可利用理想气体方程
2 2 2
2 1 2 1
2
l n 0
2 / 2
p p p lG
G
p R T M d
第一章 第五节
（ 2）非等温过程
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1
2
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l n 1
1
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kk
k
k
p v p v c o n st
G p k p p
k p k v p
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第一章 第五节
2003 年 2 月目 录绪论第一章 流体流动第二章 流体输送机械第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章 非均相物系的分离第五章 传热第六章 蒸发总结第一章 流体流动第一节 流体流动中的作用力第二节 流体静力学方程第三节 流体流动的基本方程第四节 流体流动现象第五节 流体在管内流动阻力第六节 管路计算第七节 流量的测定第五节 流体在管内流动阻力一、阻力损失及通式沿程阻力局部阻力三种表示方式：
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第一章 第五节第一章 第五节
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校验,?定理 有 m个基本变量,n个基本因次，无因次群为 m- n个步骤,1)找出所有相关物理量
2)选出基本因次
3)列因次关系式
4)组成无因次数群幂函数关联式第一章 第五节
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：管壁突出部分平均高度
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1,实验关联式柏拉修斯 （ Blasius） 关联式
0.250.3164/Re?＝
2,?－ Re图 (Moody图 )
滞流区?=64/Re,直线斜率为－ 1
第一章 第五节
Re,3× 10?光滑管,3 1× 105
阻力损失正比于流速的 1.75次方、粘度的 0.25次方
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定值。阻力平方区一定，
一般情况第一章 第五节五,非圆形管内阻力损失
24 4 4
2e
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流道截面积 流过体积当量直径 ＝ ＝ ＝
浸润周边 润湿表面积
de对湍流计算较可靠,矩形 a:b<3:1
环隙效果较差对于层流 正方形?=57/Re
环隙?=96/Re
第一章 第五节利用 计算动能较准确,计算动量有一定偏差六、局部阻力第一章 第五节
2
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( 1 ),( 1 )
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1、阻力系数法
1)突然扩大
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认为 1,0处压力相同
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3)出口,?0 = 1； 入口,?i = 0.5
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第一章 第五节七、可压缩流体的阻力损失
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（ 1）等温过程
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右边第一项：压力变化引起的动能变化。
上述方程可利用理想气体方程
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第一章 第五节
（ 2）非等温过程
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第一章 第五节
