3.4 管内流体流动的阻力.ppt

讲授
化 工 基 础
An Introduction to Chemical Industry and Engineering
1
管内流体流动的阻力
教学目的：
重 点：
课 型：
教学方法：
参考文献：
难 点：
了解流体流动时产生阻力的原因，掌握流动阻力的计算，并应用于实际管路中阻力的计算。
流体在圆管内流动时阻力的计算
新知识理论课
讲解、谈话、应用训练
[5]、[6]
利用因次分析法解决工程实际问题
2
实际流体的Bernoulli方程:
流体流动的阻力与流体的性质(如粘度等)、流体流动形态、导管的长度、管径、壁面情况以及流动时的变动状态（如缩小、扩张等）有关。
阻力
∑hf
直管阻力(沿程阻力)——由于内摩擦力而产生的能量损失
局部阻力
截面骤然变化
流动方向改变
流经管件、仪表等
——由于局部障碍引起边界层分离而造成能量损失
?
3
一、管、管件及阀门简介
管:
管子
铸铁管（水管、煤气管、污水管）
钢管（有缝、无缝）
特殊钢管
有色金属管
塑料管
橡胶管
管子
光滑管（玻璃管、铜管、铅管、塑料管等）
粗糙管（旧钢管、铸铁管）
管壁的相对粗糙度
4
管件：
弯管
大小头
冲压弯
管与管的连接部分，它主要是用来改变管道方向、连接支管、改变管径及堵塞管道等。
5
管件
承插管件
法兰
法兰
封头
6
阀门:
安装于管道中用以切断或调节流量。
球阀
截止阀
闸阀
止逆阀
7
二 流体流动的形态
滞流(laminar flow):也称为层流，流体的质点作一层滑过一层的位移，层与层之间没有明显的干扰。各层间分子只因扩散而转移。流体的流速沿断面按抛物线分布；管中流体的平均流速为最大流速的1/2。
8
湍流(turbulent flow):流体在流动时，流体的质点有剧烈的骚扰涡动，只是靠近管壁处还保留滞流的形态。接近管中央相当大范围内的流体流速接近于最大流速。。
图1-22 湍流时的速度分布
9
流动形态的判据——雷诺数（Reynold’s number）
雷诺数：
滞流
湍流
过渡状态
滞流转变的临界值
相应的流速称为临界流速
NOTE：工业上输送流体时大多数是以湍流形态进行的。
10