局部阻力损失的计算方法
流体流动阻力损失
1.013 + 0.45 × 10 = 1.46 × 10 N / m ℘B = ℘2 =（ ）
5 5 2
阀半开时，在A-B面列机械能衡算式：
1 1
le1 u2 le2 u2 hf = hf 1− A + hfAB + hfB2 = λ + hfAB + λ d 2 d 2 p p u减小，hfAB增大 q ↓ pa pa 1 V1 k 2 gz1 + = + hf ρ ρ 2 k A 3 k B 2 总hf不变
A B 1 2 3
阻力控制问题(瓶颈问题)
已知∑hf、L、d，求u或qv
l u hf = λ d 2
试差法：
2
设λ →u →Re →查的λ1→ λ1 ≈λ，u为所求， 否则重设λ。 若可判断λ或已知λ ，则可直接计算
3 900 kg / m 例题：密度为 ，黏度为 30mPa.s 的液体自 敞口容器A流向敞口容器B中，两容器液面视为不变。 管路中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m ， （均包括局部阻力的当量长度）。当阀门全关时，阀 前、后压力表读数分别为 0.09MPa 和 0.045MPa 。 现将阀门半开，阀门阻力的当量长度为30m。管子内 径40mm。
℘A ℘B = + hfA− B ρ ρ
设为层流， hfAB
1.91 - 1.46 ） × 10 5 32 × 30 × 0.001 × u × 100 （ = 2 900 900 × （ 0.04 ）
32µu ∑ l = ρd 2
《流体力学》第四章 流动阻力和能量损失4.8-4.9
2
实验研究表明：局部损失和沿程损失一样，不 同的流态遵循不同的规律。
如果流体以层流经过局部阻碍，而且受干扰后仍能 保持层流的话,局部阻力系数为： B
z=
Re
要使局部阻碍处受边壁强烈干扰的流动仍能保 持层流，只有当Re远小于2000才有可能。因此， 以紊流的局部损失讨论为主。
局部阻碍的种类很多，但按其流动特性 来分，主要是过流断面的扩大或收缩、流动 方向的改变、流量的合入与分出三种基本形 式以及这几种形式的不同组合。
2 a 1v12 a 2 v2 hm = 2g 2g v2 + (a 02 v2 - a 01v1 ) g
av a v v2 hm = + (a 02 v2 - a 01v1 ) 2g 2g g
(v1 - v2 ) hm = 2g
2
2 1 1
2 2 2
（取动能、动量修正系数均为1）
突然扩大的水头损失等于以平 均流速差计算的流速水头。 断面突然扩大时的水流图形
gQ p1 A2 - p2 A2 + g A2 ( Z1 - Z 2 ) = (a 02 v2 - a 01v1 ) g
Q = v2 A2 p1 p2 v2 ( Z1 + ) - ( Z 2 + ) = (a 02v2 - a 01v1 ) g g g
将上式代入能量方程
2 p1 a 1v12 p2 a 2 v2 hm = ( Z1 + + ) - (Z2 + + ) g 2g g 2g
Re=1000000时弯管的局部阻力系数
序号 断面形状 R/d(R/b) 1 圆形 方形 h/b=1.0 矩形 h/b=0.5 矩形 h/b=2.0
局部阻力计算公式
局部阻力计算公式
局部阻力计算是流体力学中重要的概念，它描述了单位面积上流体与其表面接触的阻力大小。
局部阻力计算可以帮助我们了解流体行为，从而更好地设计和分析流体系统。
局部阻力由多个组成部分组成，主要有摩擦力、表面摩擦力、湍流阻力和粘性力。
摩擦力是由流体与壁面间的摩擦引起的，它会影响流体的流动，而表面摩擦力是由表面的凹凸不平引起的，它会影响流体的形状和流速。
湍流阻力是由湍流引起的，它会影响流体的流动和损失。
粘性力是由流体分子之间的粘性作用引起的，它会影响流体的流动和损失。
局部阻力的计算一般采用流体力学的基本原理进行，例如基本的流体动力学，流体流变学，流体热力学等。
通过这些原理，我们可以对流体的局部阻力进行计算。
局部阻力的计算主要是通过计算流体的压力梯度和流量来实现的，主要的方法有质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒方程。
通过计算这些方程，可以获得流体的压力和流量，从而得到流体的局部阻力。
局部阻力计算主要用于流体系统的设计和分析，它可以帮助我们了解流体行为，估算流体损失，从而更好地设计和分析流体系统。
最
后，局部阻力计算是流体力学中重要的概念，它可以帮助我们更好地理解流体的行为，从而更好地设计和分析流体系统。
(完整版)管道内的局部阻力及损失计算
第四节管道内的局部阻力及损失计算在实际的管路系统中，不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失，而且也存在有各种各样的其它管件，如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等，当流体流过这些管道的局部区域时，流速大小和方向被迫急剧地发生改变，因而出现流体质点的撞击，产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。
此时由于粘性的作用，流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换，从而阻碍着流体的运动。
这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失，其阻力称为局部阻力。
因此一般的管路系统中，既有沿程损失，又有局部损失。
4.4.1 局部损失的产生的原因及计算一、产生局部损失的原因产生局部损失的原因多种多样，而且十分复杂，因此很难概括全面。
这里结合几种常见的管道来说明。
（）（）图4.9 局部损失的原因对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。
进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到 2 截面处流体充满了整个管截面。
在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。
另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。
局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。
图4.9（）给出了弯曲管道的流动。
由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。
在管壁的外侧，压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。
综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。
当然在 1-2之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。
(完整版)管道内的局部阻力及损失计算
第四节管道内的局部阻力及损失计算在实际的管路系统中，不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失，而且也存在有各种各样的其它管件，如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等，当流体流过这些管道的局部区域时，流速大小和方向被迫急剧地发生改变，因而出现流体质点的撞击，产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。
此时由于粘性的作用，流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换，从而阻碍着流体的运动。
这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失，其阻力称为局部阻力。
因此一般的管路系统中，既有沿程损失，又有局部损失。
4.4.1 局部损失的产生的原因及计算一、产生局部损失的原因产生局部损失的原因多种多样，而且十分复杂，因此很难概括全面。
这里结合几种常见的管道来说明。
（）（）图4.9 局部损失的原因对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。
进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到 2 截面处流体充满了整个管截面。
在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。
另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。
局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。
图4.9（）给出了弯曲管道的流动。
由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。
在管壁的外侧，压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。
综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。
当然在 1-2之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。
局部损失计算
qV1 qV 2 qV 3 C
V1A1 V2 A2 V3 A3 C
串联管道的总能量损失是各段管道中的能量损失之和，即
hw hw1 hw2 hw3
如果各管段的管径都相同，通常称为简单管道，则各管段的平均流速也相等
A1 A2 A3
V1 V2 V3
串联管道
串联管道
门）V21g2
查得 入 =0.5， 扩1 =0.24，缩2 =0.30，故
V1
1
1 入 扩1 缩2 门
2gH
1
29.80616 7.2
1 0.5 0.24 0.30 4.0
通过水平短管的流量
（m/s）
qV
V1 4
d 12
7.2 0.052
4
0.01413
（m3/s）
取图大管道的起始截面1—1和流道全部 扩大后流速重又均匀的截面2—2以及它 们之间的管壁为控制面。
设截面1—1,2—2中心点的压强为P1和P2， 平均流速为V1和V2，截面积为A1和A2， 且不可压缩流体在管中作定常流动。
管道突然扩大的流线分布
根据一维流动不可压缩流体的连续方程
V2 A2 A1V1
截面1—1和2—2间管壁对流体的切向力（即总摩擦力）忽略不计，则根据动 量方程有
p1 A1 p2 A2 p(A2 A1 ) qV (V2 V1 )
p1 A1 p2 A2 p(A2 A1 ) qV (V2 V1 )
作用于扩大管凸肩圆环面上 的总压力
由于圆环面上的径向加速度非常小，实验证明圆环面上的压 强可按静压强规律分布，即p≈p1，于是上式可写为
损失产生的原因
流体从小截面流向突然扩大的大截面管道。
由于流体质点有惯性，整个流体在离开小截面管后只能向前继续流动，逐渐扩大， 在管壁拐角处流体与管壁脱离形成旋涡区。
局部阻力损失的计算方法
局部阻力损失的计算方法弯头的局部阻力损失计算方法：1.直线风阻系数法根据实验公式，可得到弯头的局部阻力系数，然后用风阻系数乘以管道中的动压即可得到弯头的局部阻力损失。
2.公式法根据实验数据，可以通过一系列的实验得到弯头的局部阻力损失公式，其中包括弯度角、弯头半径、流速等参数。
3.经验公式法根据实际工程经验，可以得到一些常用的弯头的局部阻力损失经验公式，通过对比实际工程和经验公式计算结果的准确性，可得到适用于实际工程的公式。
管嘴的局部阻力损失计算方法：1.静压法根据连续性方程和伯努利定律，可得到管嘴的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、喉部速度、出口速度等参数。
2.动量法根据动量平衡原理，可以推导出管嘴的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、出口速度等参数。
3.经验公式法通过实验得到一些常用的管嘴的局部阻力损失经验公式，可直接计算。
管套的局部阻力损失计算方法：1.静压法根据连续性方程和伯努利定律，可得到管套的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、喉部速度、出口速度等参数。
2.动量法根据动量平衡原理，可以推导出管套的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、出口速度等参数。
3.经验公式法通过实验得到一些常用的管套的局部阻力损失经验公式，可直接计算。
在计算局部阻力损失时，首先需要确定液体的流速、管道的直径等基本参数。
然后根据不同的计算方法，选择对应的公式或实验数据，计算得到局部阻力系数或经验公式，并将其与流体的动压相乘，得到局部阻力损失。
总之，计算局部阻力损失可以采用不同的方法，如实验法、公式法和经验公式法。
根据具体的工程情况和可用的数据，选择适合的方法进行计算，以得到准确的局部阻力损失值。
管路上的局部阻力损失
重设λ值
Re
' f (Re, )
d
' 0.03
Vs
4
d 2u
复杂管路
VS1 VS
• 1、并联管路
A
VS2 B
VS3
• 特点：（1）主管中的流量为并联的各支路流量之 和 V V V V
S S1 S2 S3
（2）并联管路中各支路的单位质量流体的能量损失均 相等。
1
0
GA
适合非稳态过程
适合稳态过程
G G
1
0
式中：
G G
GA
1
输入物料的总和 输出物料的总和 累积的物料量
0
本质表征：质量守恒
能量衡算
热量衡算
Q Q Q
I 0
L
Q
Q
QL
I
进入系统的总热量 离开系统的总热量 散失的总热量
O
第一章 流体流动
大气压强，绝对压强，表压强(真空度)之间的关系
VS1 VS 2 VS 3
2．整个管路的总能量损失等于各段能量损失 之和，即
hf hf 1 hf 2 hf 3
用泵把20度的苯从地下储罐送到高位罐，流量为300L/min, 高位槽液面比储罐液面高10m。泵吸入管用 89mmX 4mm的无缝钢管，直管长10m，管路上装有一底阀，一个 标准弯头；泵排除管用 57mmX 3.5mm的无缝钢管，直管 长度为50m，管路上装有一个全开的闸阀，一个全开的截 止阀，三个标准的弯头。储罐及高位槽液面上方均为大气 压。设储罐及高位槽液面维持恒定，求泵的轴功率，泵的 效率为70%。
文丘里流量计
Ao:喉管出 截面积
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局部阻力损失的计算方法
局部阻力损失是指固体物体表面的表现力和承受力的大小的差异。
由
于固体物体表面的表现力受到表面粗糙度的影响，因此，局部阻力损失可
以用表面粗糙度衡量，主要有以下几种计算方法：
1、平均表面粗糙度计算法：根据测量结果，计算表面每个点处的粗
糙度，然后求出每个表面点处粗糙度的平均值，从而得到平均表面粗糙度。
2、最大表面粗糙度计算法：根据测量结果，确定表面每个点处的粗
糙度，取出最大的粗糙度，从而得到最大表面粗糙度。
3、表面粗糙度分布计算法：根据测量结果，确定表面每个点处的粗
糙度，将粗糙度进行分布，从而统计出不同粗糙度分布的概率，计算局部
阻力损失。
4、指数表面粗糙度计算法：根据测量结果，确定每个表面点处的粗
糙度，计算表面粗糙度的指数，也即表面粗糙度的幂。
然后，通过幂值来
计算局部阻力损失。
5、数值表面粗糙度计算法：根据测量结果，确定每个表面点处的粗
糙度，然后把粗糙度值数值化，并以数值形式表示出来，从而计算局部阻
力损失。