中文名 | 沿程水頭損失 | 外文名 | frictional head loss |
---|---|---|---|
對????象 | 固體邊界 | 公????式 | 達(dá)西--韋斯巴赫公式 |
系????數(shù) | 沿程阻力系數(shù) | 學(xué)????科 | 水利工程 |
在達(dá)西公式中的λ即為沿程水頭損失系數(shù),也稱沿程阻力系數(shù)。水流流態(tài)分為層流,過渡流和紊流。在層流中的沿程阻力系數(shù)為:
至于過渡流和紊流中的沿程阻力系數(shù),尚無理論公式。1933年,尼古拉茲對內(nèi)壁用人工沙粒粗糙的圓管進(jìn)行了廣泛且深入的水力學(xué)實驗,得到了沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)(Re)的關(guān)系。1944年,穆迪根據(jù)前人試驗成果,在雙對數(shù)坐標(biāo)中繪制了λ,Re,Δ/d(相對粗糙度)的關(guān)系,即為著名的穆迪圖 。
沿程水頭損失(frictional head loss)是指在固體邊界平直的水道中,單位重量的液體自一斷面流至另一斷面所損失的機(jī)械能就叫做該兩斷面之間的水頭損失。
在固體邊界平直的水道中,單位重量的液體自一斷面流至另一斷面所損失的機(jī)械能就叫做該兩斷面之間的水頭損失,這種水頭損失是沿程都有,并且隨沿程長度而增加的,所以叫做沿程水頭損失,常用hf表示。
在管道中的,水頭損失直接反應(yīng)于水頭壓力。測力水頭兩端壓差就等于水頭損失。如果管道傾斜安裝,不影響實驗結(jié)果。但壓差計應(yīng)垂直,如果在特殊情況下無法垂直,可乘以傾斜角度轉(zhuǎn)化值。
水頭損失就是壓頭損失,輸送流體的過程中需要經(jīng)過很長的路程,比如:各管道,管件,閥件等,他們都會對流體流動產(chǎn)生阻力,造成壓力損失。例如,泵有兩個重要的參數(shù):流量和揚程,這個揚程說的就是輸送流體所需要的壓...
對于圓管,有壓流,一般用達(dá)西--韋斯巴赫公式進(jìn)行計算:
當(dāng)4000
當(dāng)Re<10的6次方,可以用尼古拉茲公式:
格式:pdf
大?。?span id="a1qm26x" class="single-tag-height">513KB
頁數(shù): 22頁
評分: 4.6
277 附錄 A 管道沿程水頭損失計算 說 明 1 海澄-威廉公式 (A.1.1) 適用于冷水和常溫水管道,為《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》 (GB 50015- 2003)推薦公式,該公式 計算簡便且對管材的適應(yīng)較廣,可以替代各有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和手冊中根據(jù)不同管材和流態(tài)推導(dǎo)和采用的不同 計算公式。 冷水和常溫水管道也可采用流體力學(xué)基本公式( A.2.3 ),但計算較復(fù)雜。 2 自動噴水滅火系統(tǒng)管道 《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》 (GB 50084-2001)中采用以下公式 3.1 j 2 d 0000107.0i V = (A.0.1 ) 式中 i——每米管道的水頭損失( MPa/m); V——管道內(nèi)水的平均流速( m/s); dj——管道的計算內(nèi)徑( m)。 基于以下因素,推薦采用海澄—威廉公式 (A.1.1) 替代上式進(jìn)行自動噴水滅火系統(tǒng)的水力計算: 1)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范
格式:pdf
大?。?span id="gxdeuiw" class="single-tag-height">513KB
頁數(shù): 4頁
評分: 4.7
m b m3/h m3/s 1 經(jīng)驗公式一 管道的糙率n值表 0.012 2772.00 0.77000 2 哈森 ---威廉斯公式 常用管材 的C值表 61 25.00 0.00700 3 經(jīng)驗公式二(用 ) f、m、b值 表 1.77 4.77 94800 29.99 0.00833 4 哈森 ---威廉斯公式 -污泥計算 0.89 61 25.20 0.00700 5 哈森 ---威廉斯公式 -計算 61 25.20 0.00700 糙率 n C f 管道沿程水頭損失計算表 公式名稱序號 公 式 管道 種類 流量 Q 3/162 22 * ***16*35.6 d LQn hf 852.1 871.4 9 )(**10*13.1 C Q d Lh f bm f dfLQh / 1 852 1 176 82 . f . L v h . * * ( ) D C 1 85
沿程水頭公式
紊流的沿程水頭損失可采用達(dá)西-魏斯巴赫公式
λ與雷諾數(shù)Re及Δ/d有關(guān)。Δ為管壁粗糙度高度,d為圓管的直徑。
尼古拉茲實驗
1933年德國科學(xué)家尼古拉茲在圓管內(nèi)壁粘貼上經(jīng)過篩分具有相同粒徑(即絕對粗糙度Δ)的砂粒,制成人工均勻顆粒粗糙的管道,得出了反映圓管流動情況的試驗結(jié)果,得出了 λ=f(Re,Δ/d)的規(guī)律。尼古拉茲實驗雖然不能完全用于工業(yè)管道,但是它全面揭示了不同流態(tài)情況下 λ和雷諾數(shù)Re及相對粗糙度Δ/d的關(guān)系,從而說明確定λ的各種經(jīng)驗公式和半經(jīng)驗公式有一定的適用范圍。
人工粗糙管沿程阻力系數(shù)半經(jīng)驗公式
沿程阻力系數(shù)的半經(jīng)驗公式是從研究斷面流速分布著手,綜合普朗特理論和尼古拉茲實驗結(jié)果推出的。
按照粗糙管的不同,可按下圖的公式計算:
工業(yè)管道阻力系數(shù)的計算
計算時引入"當(dāng)量粗糙高度",把工業(yè)管道的粗糙折算成人工粗糙。當(dāng)量粗糙高度是指和工業(yè)管道粗糙管區(qū)λ值相等的同直徑人工粗糙管的粗糙高度。
為了簡化計算,1944年莫迪在柯列布魯克公式的基礎(chǔ)上,繪制了工業(yè)管道λ的計算曲線,即莫迪圖,可按Re及相對粗糙度 Δ/d直接查的λ值。
阻力系數(shù)的經(jīng)驗公式
1)希夫林松公式:
2)舍維列夫公式
3)謝才公式
層流的沿程水頭損失有局部水頭損失和沿程水頭損失之分,一般情況很少有局部阻礙處是層流的情況,故層流的水頭損失計算主要是沿程水頭損失的計算。下面的達(dá)西公式(如圖1)可以計算層流的沿程水頭損失:
單位重量的水或其他液體在流動過程中因克服水流阻力作功而損失的機(jī)械能,具有長度因次。水頭損失可分為沿程水頭損失及局部水頭損失兩類。某流段的總水頭損失hw為各分段的沿程水頭損失與沿程各種局部水頭損失的總和。
沿程水頭損失的理論計算公式——達(dá)西一魏斯巴赫( Darcy-Weisbach)公式。
在均勻流中,對任意兩斷面列能量方程,并通過改變實驗條件探討影響沿程水頭損失的因素,從而得到沿程水頭損失的計算公式:
式中:
L——計算段長度,m;
R——水力半徑,m;
v——斷面平均流速,m/s。
上式即為達(dá)西 魏斯巴赫公式。
局部水頭損失(local head loss) 簡稱“局部損失”。單位質(zhì)量的流體在流程中遇到局部阻力,如斷面突然變化或急彎的河渠等,水流所消耗的機(jī)械能。用