1、第四节 管内流体流动的摩擦阻力损失 指由于流体粘性使流体流动产生的内摩擦力而 引起机械能转化为热量造成损失； 阻力损失hf与物性、流动状况、管道壁面有关； 1.直管阻力hf ：流体流经一定直径的直管时由于 内摩擦而产生的阻力； 2.局部阻力hf ：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； 3.阻力损失：hf =hf +hf,若管道为倾斜管，则 ：,一、 流体流动的直管阻力通式1.若流体在水平等径直管中作稳态流动，则：,则：,由于,2.圆形直管阻力通式（范宁Fanning公式）,摩擦系数（摩擦因数）,注意：该公式层流与湍流均适用，为直管阻力 计算的通式且注意Pf与P
2、 的区别,二、层流的直管阻力损失,称为哈根-泊谡叶方程,层流时：,称为哈根-泊谡叶方程,1.直管阻力损失,2. 能量损失 得层流时：阻力与速度的一次方成正比、 即：hfu,（一）管壁粗糙度对摩擦系数的影响 （P49页 表1-2）,三、 湍流的直管阻力损失,湍流流动时：,水力光滑管只与Re有关，与 无关；,完全湍流粗糙管只与 有关，与Re无关；,1.层流流动时： 当流速较慢，与管壁无碰撞，阻力与 无关， 只与Re有关；,2.湍流流动时： 当流速较快慢，与管壁有碰撞，阻力与 和 Re 有关；,3.完全湍流时： 当流速加快，流体流动加剧与管壁有激烈 碰撞， 阻力仅与 有关，与 Re无关；,（二）湍流
3、的摩擦阻力系数 利用因次分析法 建立经验关系式，通过实验 测定来解决其摩擦阻力系数； 湍流时阻力损失的影响因素：（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,相对粗糙度,管道的几何尺寸,雷诺数,根据实验可知，流体流动阻力与管长成正比，,其中：,1. 与Re、 的关系图,利用实验测定建立关联图来确定 、Re与 的关系,即：,莫狄（Moody）摩擦因数图：,（1）层流区（Re 2000） 与 无关，与Re为直线关系，即： ,即 与u的一次方成正比；,（2）过渡区（2000 Re 4000) 层流时，将直线延伸查取值 ； 湍流时，将曲线延伸查取值；（3）湍流区（R
4、e4000以及虚线以下的区域）,（4）完全湍流区 （虚线以上的区域）,与Re无关，只与 有关 。,该区称为阻力平方区；,一定时，,2、经验公式,（1）柏拉修斯（Blasius）式：,适用光滑管Re2.5103105,（2）柯尔布鲁克（Colebrook）式,例1-7 分别计算下列情况下，流体流过763mm、长10m 的水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失？（1）密度为910kg/m3、黏度为72cP的油品，流速 为1.1m/s；（2）20的水，流速为2.2 m/s；,四 、非圆形管内的流动阻力,当量直径：,套管环隙，内管的外径为d1、外管的内径为d2,边长分别为a、b的矩形管 :,说明：（1）Re与hf中的直径用de计算；（2）层流时：,正方形 C57套管环隙 C96,（3）流速用实际流通面积计算 ；,习题： P79页 第18、23题,本节要点：1、直管阻力损失,2、层流,阻力与速度的一次方成正比：hfu,4、非圆形管的当量直径,如：套管环隙，内管的外径为d1、外管的内径为d2 ；,流速用实际流通面积计算:,
