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第十讲：
动量传输中的阻力
一、本课的基本要求
1．掌握管流摩阻计算方法及 ?的确定方法 ??? ?ReRe粗糙光滑
2．掌握管流局部阻力损失计算方法。
3．掌握管流系统的阻力损失计算及减少阻力损失的
途径。
第一章 动量传输
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二、本课的重点、难点：
重点：管流摩阻、局部阻力损失计算。
难点：应用。
第一章 动量传输
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1.4.1 不可压缩流体的管流摩阻
摩擦阻力损失简称为摩阻，以 hf表示。层流、紊流
⒈ 圆管层流摩阻（理论推导从略）
D
L
D
L
Re
64
D
L
Dw
64
Rw
L16k
z
2
z
??????? ?? ?? ?
Re
64?? 摩擦系数
2
f w2
1
D
Lh ?? ??? 或 )( t1w
2
1
D
Lh 2
00f ??? ???? Pa
⒉ 圆管内紊流摩阻 (半理论、半经验方法 )
第一章 动量传输
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⑴ 光滑圆管内的摩阻 2f w21DLh ?? ???
式中 ?? 紊流下圆管的摩擦系数。
尼古拉兹修正式, 80Re21,lg ?? ?
?
布拉修斯修正式：
250Re
31640
.
.??
??
?
??
??
53
83
10104Re
10103Re
~
~
⑵ 粗糙圆管内的摩阻
?? 绝对粗糙度； ??? D ? 相对粗糙度。
尼古拉兹实验曲线：图 1-4-2 P58
第一章 动量传输
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第一章 动量传输
AB 层流区：与 Re有关,?无关。 2300Re ? Re64??
BC 层流向紊流过渡的区域,?的变化不明显,2300<Re<105，
一般按光滑区处理。
CD 紊流光滑管流区,Re有关,4?103<Re<105，
布拉修斯修正式。
CC? 紊流粗糙管过渡区,Re,? 有关。
C?E 紊流粗糙管区,? 有关,Re无关，
321 ????? )。
(阻力平方区
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出现的原因？
??
?
紊流：层流底层出现
有关与层流,Reh f
当 ?<层流底层 hf与 Re有关
当 ?>层流底层 hf与 Re,?有关
当 ?>>层流底层 hf与 ?有关。
第一章 动量传输
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计算的通用式：
250
Re
68
D110
.
,?????? ???? 2300Re ?
在工程计算中常采用经验公式：
金属管道,?= 0.25
砖砌管道,?= 0.05
⒊ 非圆形管道的摩阻 2f w2DLh ?? ???
当
Pa
当量直径或水力学直径,SA4D ?当
A? 管道的截面积,m2； S? 管道的周长,m。 [例 1-4-1] P59
第一章 动量传输
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1.4.2 管流局部阻力损失 (经验方法 )
流体的流向和流速变化引起
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r w2kh
???
k? 局部阻力系数，经验法，查附表 6。
注意,k与 w的对应。
1.4.3 管流系统的阻力损失
rfL hhh ??
2
L w2kD
Lh ?? ?
?
??
?
? ???? Pa
⒈ 减少流体阻力损失
⑴,经济流速, 的选择：
??
?
?
??
投资增加D
hw L综合考虑
第一章 动量传输
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⑵ hr? 尽量减少转弯或截面变化
90??圆转弯 突然 ?逐渐扩大 (收缩 )
⑶ hf? L?尽量 选用光滑管
⒉ 计算方法
⑴ 串联管路：特点：各段流量相同,Lh? 。
⑵ 并联管路：特点：阻损相同,Q?，烟囱。 [例 1-4-2] P62
第一章 动量传输
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作业,
P114 34 P115 39
第一章 动量传输
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