如何计算层流的沿程损失？

Question

如题所述

Answer 1

层流沿程水头损失与流速平方成正比。

达西公式为不可压缩粘性流体在粗糙管内定常流动时，沿管的压强降表达式。

达西公式为均匀流沿程水头损失的普遍计算式，对层流、紊流均适用。公式中：l为管长；d为管径；l/d称为几何因子；V为管内平均速度；V2/2g为速度水头；λ为沿程摩阻系数，λ并不是一个确定的常数，一般由实验确定。

一般情况下，λ与雷诺数Re和管壁相对粗糙度△/d有关，即λ=f(Re，△/d)，但对于圆管层流运动，λ仅与流态有关，λ=f(Re)=64/Re.该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内充分发展的层流和湍流流动，在工程上有重要意义。

流动阻力和水头损失：

1、 雷诺数Re=2300(下限)Re=ud/υ(Re2/Re1=d1/d2 雷诺数反比于管径的一次方。)

2、 圆管层流过流断面上的切应力分布为：管壁中心处为0，向管壁线形增大。圆管紊流的流速分布曲线最接近于对数曲线。

3、 水头损失的影响因素包括：流体的惯性、粘滞力及边壁的阻滞力。

4、 沿程水头损失：hf=λl/d*u2/2g;层流λ=64/Re=64υ/udà层流hf=64υul/d2(层流hf正比于流速的一次方。)

5、 紊流的脉动压强的时均值等于零。它可视为恒定流是指流体的运动要素的时均值不随时间而变化。紊流断面流速分布较层流均匀。

6、 光滑区内，沿程阻力系数λ不变(由于粗糙凸出高度被粘性底层覆盖，对λ无影响。)

7、 绕流阻力系数一定时，阻力大小与障碍物的与流速垂直的绕流物体的横截面积有关。D=Cd*A*ρ*u2/2。

8、 无能量输出时，总水头线总是下降的斜直线。