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管道流动中的摩擦损失

我们在讨论 层流和湍流 还有基本的 雷诺实验 在我们最近的文章中,流体力学的主题。

现在我们将在流体力学的主题下,借助这篇文章来找出管道中摩擦损失的基础。

管道内摩擦损失

我们很清楚,当液体流经管道时,靠近管壁的液层速度为零。液体的速度会从管壁开始增加,因此由于液体的黏性,在液体中会产生速度梯度和剪切应力。

这种粘性作用将导致能量损失,称为摩擦损失或由于摩擦而造成的水头损失。

在管道流动系统中,由于粘性效应,即由于摩擦造成的水头损失称为主要水头损失,用h表示 L-Major

摩擦水头损失是由于管壁上的剪切应力造成的损失。摩擦水头损失,即管道流动问题中的主要水头损失,将借助于下面所述的Darcy-Weisbach公式计算。

无论管道是水平的、垂直的还是斜面的,均采用达西-维斯巴赫公式计算管道流动中的主要损失。

上面提到的摩擦系数将根据流动类型确定,即层流、转捩流和湍流流。我们可以参考下面的公式来确定摩擦系数。

以…为基础雷诺实验,威廉·弗劳德总结出这里提到的以下定律。
  1. 湍流的摩擦阻力与V成正比n,其中n的值将在1.5到2之间。
  2. 湍流的摩擦阻力与流体的密度成正比。
  3. 湍流的摩擦阻力与接触的表面积成正比。
  4. 紊流的摩擦阻力与压力值无关。
  5. 湍流的摩擦阻力取决于接触表面的性质。

我们将进一步推导由于管道摩擦而造成的水头损失的表达式在我们下一篇文章的帮助下,流体力学的主题。

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参考:

流体力学,R. K. Bansal著
图片由:谷歌

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