流體的阻力是造成能量損失(即阻力損失)的原因。一種是由于流體的黏滯性和慣性引起的沿程阻力損失;另一種是由于管路界面突然擴(kuò)大或縮小等原因,固體壁面對流體的阻滯作用和擾動作用引的稱為局部阻力損失。
液體阻力損失通常用單位重量流體的能量損失(或稱水頭損失)h1來表示,氣體則常用單位體積內(nèi)的流體的能量損失(或稱壓強(qiáng)損失)》p1來表示。
(1)沿程阻力與沿程阻力損失
(2)局部阻力與局部阻力損失
(3)層流阻力與紊流阻力化,顯示出不規(guī)則性,但是整個流體仍沿著主流方向運(yùn)動o
在圓管中,流體的流動狀態(tài)和平均流速v、管徑d運(yùn)動黏滯系數(shù) 有關(guān)。將上述三個參數(shù)合成一個無因次數(shù),稱為雷諾數(shù),用Re表示。
實(shí)驗(yàn)表明,臨界雷諾數(shù)值約為20000。雷諾數(shù)大于2000時,流態(tài)為紊流;雷諾數(shù)小于2000時為層流。紊流阻力比層流阻力大得多。
(4)流體能量總損失
根據(jù)長期實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn),把能量損失的計算問題轉(zhuǎn)化為求阻力系數(shù)的問題。把能量損失寫成流速水頭倍數(shù)的形式,在列能量方程時,可以把它與流速水頭合并成一項(xiàng)以便于計算。由于影響的因素復(fù)雜,公式中兩個無因次系數(shù)入和串,必須借助分析一些典型的實(shí)驗(yàn)成果,用經(jīng)驗(yàn)的或半經(jīng)驗(yàn)的方法求得。
流體能量總損失:
流體能量總損失等于各管段沿程損失與各局部損失的總和。
(5)減少阻力的措施
減小管壁的粗糙度和用柔性邊壁代替剛性邊壁;
防止或推遲流體與壁面的分離,避免旋渦區(qū)的產(chǎn)生或減小旋渦區(qū)的大小和強(qiáng)度。
對于管道的管件采取的減小阻力措施:一般直徑d較小的彎管,合理地采用曲率半徑尺,可以減少阻力.截面較大的通風(fēng)彎管需安裝形式合理的導(dǎo)流片,達(dá)到減少局部阻力的效果。對于管子截面變化的變徑管,應(yīng)采用一定長度的漸縮管或漸擴(kuò)管。對于三通或四通可設(shè)置導(dǎo)流隔板.
在流體內(nèi)部投加極少量的添加劑,使其影響流體運(yùn)動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)減阻。
(6)減少泵與風(fēng)機(jī)的能量損失
泵與風(fēng)機(jī)的能量損失通常其產(chǎn)生原因分為三類,即水力損失、容積損失、機(jī)械損失。
水力損失:大小與過流部件的幾何形狀、壁面粗糙度以及流體的黏性密切相關(guān)。水力損失包括:進(jìn)口損失、撞擊損失、葉輪中的水力損失、動壓轉(zhuǎn)換和機(jī)殼出口損失。