管道阻力损失计算
瓦斯管路阻力损失计算公式推导(一)
瓦斯管道阻力损失计算公式推导（一）一、 管道摩擦阻力的基本方程1．一般方程H=λd L γgV 22（1）式中：H ――管道压力损失，mmH 2O ； λ――管道的摩阻系数，无因次； Ｌ――管道长度，ｍ； d ――管道内径，m ； γ――瓦斯容重，kg/m ３； g ――重力加速度，m/s 2； Ｖ――管道内的瓦斯流速，m/s 。
以V=24d Qπ代入(1)式得：H=λd L γ422216dg Q π= 0.08263λ52d LQ γ (2) 式中：Ｑ――管道内瓦斯流量，m 3/s 。
将流量Q 的单位换算成m 3/h ，管道内径d 的单位换算成cm ，则： H ＝ 64λ52d LQ γ (3)(3)式即为《煤矿抽放瓦斯》209页给出的摩擦阻力计算公式，但该书中对流量Ｑ和管径d 给出的单位是错的，应分别为m 3/h 和cm 。
2．低压管道摩擦阻力的基本方程因Q=Q 00PT TP ，γ=γ0TP PT 00，代入（3）式得： Ｈ＝ 64λ520d LQ γ0PT TP (4) 式中：H ――管道压力损失，mmH 2O ； λ――管道摩阻系数，无因次； Ｌ――管道长度，ｍ；Q 0――标准状态下内的瓦斯流量，Nm 3/h ；d ――管道内径，cm ；γ0――标准状态下的瓦斯容重，kg/Nm ３； P 0――标准状态下的大气绝对压力，Pa ； P ――管道内的瓦斯绝对压力，Pa ；Ｔ――管道内的瓦斯绝对温度（Ｔ＝273＋t ），ºＫ； Ｔ０――标准状态下的瓦斯绝对温度（Ｔ０＝273），ºＫ； t ――管道内瓦斯的温度，℃。
因低压管道（相对压力≤0.005MPa ）的绝对压力P 与标准大气压力P 0的差值较小，为了简化计算，可以忽略压力的影响，将（4）式简化成下式：Ｈ＝ 64λγ52d LQ 0T T(5) 因瓦斯的相对比重Ｓ＝空γγ，则γ0＝Ｓγ空0，代入（5）式得：Ｈ＝ 83λＳ52d LQ 00PT TP (6) 式中：Ｓ――瓦斯的相对比重（空气＝１）；γ空0――空气的比重(γ空0＝1.293)，kg/Nm ３。
管道阻力损失计算
管道的阻力计算风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
通常直管中以摩擦阻力为主，而弯管以局部阻力阻力为主（图6-1-1）。
图6-1-1 直管与弯管（一）摩擦阻力1．圆形管道摩擦阻力的计算根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：（6-1-1）对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改为：（6-1-2）圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为：（6-1-3）以上各式中λ——摩擦阻力系数；v——风秘内空气的平均流速，m/s；ρ——空气的密度，kg/m3；l——风管长度，m；Rs——风管的水力半径，m；f——管道中充满流体部分的横断面积，m2；P——湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m；D——圆形风管直径，m。
摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。
在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。
通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。
只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。
计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多，下面列出的公式适用范围较大，在目前得到较广泛的采用：（6-1-4）式中K——风管内壁粗糙度，mm；D——风管直径，mm。
进行通风管道的设计时，为了避免烦琐的计算，可根据公式（6-1-3）和（6-1-4）制成各种形式的计算表或线解图，供计算管道阻力时使用。
只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可利用线解图求得其余的两个参数。
线解图是按过渡区的λ值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度v0=15.06×10－6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。
圆管的沿程阻力损失计算公式
圆管的沿程阻力损失计算公式圆管的沿程阻力损失计算公式，这可是流体力学中的一个重要知识点呀！咱们先来说说啥是沿程阻力损失。
想象一下，水在一根长长的圆管里欢快地流淌，可它不是毫无阻碍的，在流动过程中，因为管道内壁的摩擦，水的能量会逐渐减少，这减少的部分就是沿程阻力损失啦。
那怎么来计算这个损失呢？这就轮到我们的计算公式登场了！圆管沿程阻力损失的计算公式是：$h_f =\lambda\frac{l}{d}\frac{v^2}{2g}$ 。
这里面的每一项都有它独特的含义哦。
“λ”叫沿程阻力系数，它可不是个好对付的家伙，得根据管道的粗糙度、流体的流动状态等来确定。
“l”是管道的长度，“d”是管道的内径，“v”是流体在管道中的平均流速，“g”则是重力加速度。
就拿咱们日常生活中的事儿来说吧，比如说家里的自来水管。
有一次我家里的水龙头出水变小了，我就琢磨着是不是管道出了问题。
我找来工具，检查了一番，发现可能是管道用的时间长了，内壁变得粗糙，导致沿程阻力增大。
这就好像一个运动员在跑道上跑步，如果跑道坑坑洼洼，阻力大，他跑起来就费劲，速度也会受影响。
圆管里的流体也是一样，管道内壁粗糙了，沿程阻力就大，损失的能量就多。
在实际工程应用中，这个计算公式可重要了。
比如在给排水系统设计中，工程师们得根据管道的材质、长度、预期的流量等，利用这个公式来确定合适的管径和水泵的功率，以保证水能够顺畅地流动。
再比如说，在石油管道输送中，如果不考虑沿程阻力损失，那可能会出现油泵功率不足，石油输送不畅，甚至可能导致管道堵塞等严重问题。
在学习这个公式的时候，可别死记硬背，得理解每个参数的意义和它们之间的关系。
多做几道练习题，结合实际的例子去思考，这样才能真正掌握这个公式的精髓。
总之，圆管的沿程阻力损失计算公式虽然看起来有点复杂，但只要我们用心去理解，多联系实际，就能把它运用得得心应手，为解决实际问题提供有力的帮助！。
化工原理摩擦阻力损失计算公式
化工原理摩擦阻力损失计算公式摩擦阻力是指物体在运动过程中由于与流体接触而产生的阻力。
在化工领域中，摩擦阻力的计算对于设计和优化流体传输系统至关重要。
本文将介绍化工原理中常用的摩擦阻力损失计算公式，并探讨其应用。
一、流体在管道中的摩擦阻力损失计算公式流体在管道中的摩擦阻力损失可以通过多种公式进行估算，其中最常用的是达西-魏泽巴赫公式和库珀-普拉萨公式。
1. 达西-魏泽巴赫公式达西-魏泽巴赫公式是描述流体在管道中摩擦阻力损失的经验公式。
该公式的表达式为：ΔP = f * (L / D)* (ρ * V^2) / 2其中，ΔP为单位长度管道的压力损失，f为摩擦系数，L为管道长度，D为管道直径，ρ为流体密度，V为流体速度。
2. 库珀-普拉萨公式库珀-普拉萨公式是一种修正达西-魏泽巴赫公式的方法，适用于大口径管道和高速流动条件。
该公式的表达式为：ΔP = f * (L / D) * (ρ * V^2) / 2 * (1 + (K / D))其中，ΔP为单位长度管道的压力损失，f为修正后的摩擦系数，L 为管道长度，D为管道直径，ρ为流体密度，V为流体速度，K为管道粗糙度。
二、摩擦阻力损失计算公式的应用1. 流体传输系统设计在进行化工流体传输系统设计时，摩擦阻力损失的计算是必不可少的。
通过摩擦阻力损失的计算，可以确定管道的直径、流速等参数，从而实现流体的高效传输。
2. 管道网络优化对于已经建立的管道网络系统，通过计算摩擦阻力损失可以找到系统中的瓶颈点和低效区域，进而进行优化。
通过增加管道直径、调整流速等方式，可以降低摩擦阻力损失，提升系统的运行效率。
3. 节能减排摩擦阻力损失是流体传输系统中能量损失的主要来源之一。
通过合理计算和优化，可以降低摩擦阻力损失，降低系统的能耗，实现节能减排的目标。
三、总结摩擦阻力损失的计算对于化工流体传输系统的设计和优化具有重要意义。
达西-魏泽巴赫公式和库珀-普拉萨公式是常用的摩擦阻力损失计算公式，可以根据具体的应用场景选择合适的公式进行计算。
管道阻力损失计算公式
管道阻力损失计算公式
管道阻力损失是流体在管道中经历的机械能损失，由其内的摩擦力，压力损失和间断损失组成。
管道阻力损失的计算公式是：
ΔP = L × 0.109 × (V²/ D4) × (f / 2g)
ΔP：管道阻力损失，单位是KPa；
L：管道总长度，单位是m；
V：流体流速，单位是m/s；
D：管道内径，单位是m；
f：管道内摩擦系数；
2g：重力加速度，一般把2g定为9.8。
管道阻力损失计算公式可以帮助我们计算管道中流体的机械能损失，从而更好地控制管道的设计和运行。
管道阻力损失的计算公式可以用于计算水管、汽油管、空气管、蒸汽管等各种流体的阻力损失。
例如，可以用来计算水管中水流的阻力损失，计算公式如下：
ΔP = L × 0.109 × (V²/ D4) × (0.02 / 2g)
ΔP：管道阻力损失，单位是KPa；
L：管道总长度，单位是m；
V：水流流速，单位是m/s；
D：管道内径，单位是m；
0.02：水流的摩擦系数；
2g：重力加速度，一般把2g定为9.8。
通过计算管道的阻力损失，我们可以更好地控制管道的运行，从而更有效地利用管道的资源。
管道阻力损失的计算公式实际上是一种能量守恒定律，它也可以用于分析水力学系统中流体的流动特性，从而发现和解决流体流动中的问题。
总之，管道阻力损失计算公式是一个非常有用的工具，可以帮助我们计算管道中流体的机械能损失，更好地控制管道的设计和运行。
管道阻力损失计算
管道的阻力计算风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
通常直管中以摩擦阻力为主，而弯管以局部阻力阻力为主（图6-1-1）。
图6-1-1 直管与弯管（一）摩擦阻力1．圆形管道摩擦阻力的计算根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：（6-1-1）对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改为：（6-1-2）圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为：（6-1-3）以上各式中λ——摩擦阻力系数；v——风秘内空气的平均流速，m/s；ρ——空气的密度，kg/m3；l——风管长度，m；Rs——风管的水力半径，m；f——管道中充满流体部分的横断面积，m2；P——湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m；D——圆形风管直径，m。
摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。
在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。
通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。
只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。
计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多，下面列出的公式适用范围较大，在目前得到较广泛的采用：（6-1-4）式中K——风管内壁粗糙度，mm；D——风管直径，mm。
进行通风管道的设计时，为了避免烦琐的计算，可根据公式（6-1-3）和（6-1-4）制成各种形式的计算表或线解图，供计算管道阻力时使用。
只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可利用线解图求得其余的两个参数。
线解图是按过渡区的λ值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度v0=15.06×10－6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。
管道阻力损失计算 (2)
管道的阻力计算风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
通常直管中以摩擦阻力为主，而弯管以局部阻力阻力为主（图6-1-1）。
图6-1-1 直管与弯管（一）摩擦阻力1．圆形管道摩擦阻力的计算根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：（6-1-1）对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改为：（6-1-2）圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为：（6-1-3）以上各式中λ——摩擦阻力系数；v——风秘内空气的平均流速，m/s；ρ——空气的密度，kg/m3；l——风管长度，m；Rs——风管的水力半径，m；f——管道中充满流体部分的横断面积，m2；P——湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m；D——圆形风管直径，m。
摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。
在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。
通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。
只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。
计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多，下面列出的公式适用范围较大，在目前得到较广泛的采用：（6-1-4）式中K——风管内壁粗糙度，mm；D——风管直径，mm。
进行通风管道的设计时，为了避免烦琐的计算，可根据公式（6-1-3）和（6-1-4）制成各种形式的计算表或线解图，供计算管道阻力时使用。
只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可利用线解图求得其余的两个参数。
线解图是按过渡区的λ值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度v0=15.06×10－6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。
管道阻力损失计算
风管空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而 产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设 备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻 力。通常直管中以摩擦阻力为主，而弯管以局部阻力阻力为主（图 6-1-1）。
（6-1-10）
式中 Kr——管壁粗糙度修正系数；
K——管壁粗糙度，mm；
v——管空气流速，m/s。
表 6-1-1 各种材料的粗糙度 K
风管材料15～0.18 塑料板
0.01～0.05 矿渣石膏板
1.0 矿渣混凝土板
1.5 胶合板
1.0 砖砌体
3～6 混凝土
1～3 木板 0.2～1.0
矩形风管的水力半径
令
则 （6-1-11）
Dv 称为边长为 a×b 的矩形风管的流速当量直径。 （2）流量当量直径 设某一圆形风管中的空气流量与矩形风管的空气流量相等，并且单位长度摩擦阻力 也相等，则该圆形风管的直径就称为此矩形风管的流量当量直径，以 DL 表示。根据推 导，流量当量直径可近似按下式计算。
图 6-1-1 直管与弯管 （一）摩擦阻力 1．圆形管道摩擦阻力的计算 根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道流动时的摩擦阻力按下式计算：
（6-1-1） 对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改为：
（6-1-2） 圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为：
（6-1-3） 以上各式中
λ——摩擦阻力系数； v——风秘空气的平均流速，m/s； ρ——空气的密度，kg/m3； l——风管长度，m； Rs——风管的水力半径，m；
(1) 比摩阻法 令
称 Rm 为比摩阻，Pa/m，其意义是单位长度管道的摩擦阻力。这样摩擦阻力计算式则 变换成下列表达式：
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式中B――实际的大气压力，kPa。
(3)管壁粗糙度的修正
在通风空调工程中，常采用不同材料制作风管，各种材料的粗糙度K见表6-1-1。
当风管管壁的粗糙度K工0.15mm时，可按下式修正。
Rm=KrRmo Pa/m(6-1-9)
Kr=
式中Kr――管壁粗糙度修正系数；
K管壁粗糙度，mm；
(1)密度和粘度的修正
-''■■■"(6-1-5)
式中Rm实际的单位长度摩擦阻力，Pa/m；
Rmo――图上查出的单位长度摩擦阻力，Pa/m；
实际的空气密度，kg/m3；
实际的空气运动粘度，m2/s
(2)空气温度和大气压力的修正
式中Kt――温度修正系数。
KB――大气压力修正系数。
„f273+20严
式中t——实际的空气温度，°c。
图6-1-1直管与弯管
（一）摩擦阻力
1•圆形管道摩擦阻力的计算
根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计
算:
对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改为:
(6-1-2
圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为：
4—Paim
D
以上各式中
入—擦阻力系数;
v――风秘内空气的平均流速，m/s；
通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管
流动状态才属于粗糙区。计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多, 围较大，在目前得到较广泛的采用：
仮
式中K风管内壁粗糙度，mm；
D风管直径，mm。
进行通风管道的设计时，为了避免烦琐的计算，可根据公式(6-1-3)和(6-1-4)制
v――管内空气流速，m/s。
表6-1-1各种材料的粗糙度K
风管材料
粗糙度(mm)
薄钢板或镀锌薄钢板
0.15
塑料板
0.01
矿渣石膏板
1.0
矿渣混凝土板
1.5
胶合板
1.0
3
混凝土
1
木板
0.2
2•矩形风管的摩擦阻力计算
上述计算是按圆形风管得出的，要进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折 算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻
必须指出，利用当量直径求矩形风管的阻力，要注意其对应关系：采用流速当量直 径时，必须用矩形风管中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风 管中的空气流量去查出阻力。用两种方法求得的矩形风管单位长度摩擦阻力是相等的。
3•摩擦阻力的转换计算式
在实际设计计算中，一般将上述摩擦阻力计算式作一定的变换 达式•目前有如下两种变换方式
圆形风管的水力半径
矩形风管的水力半径
令
R
D
7"
则
D
Dv称为边长为aX)的矩形风管的流速当量直径
(2)流量当量直径
设某一圆形风管中的空气流量与矩形风管的空气流量相等，并且单位长度摩擦阻力
也相等，则该圆形风管的直径就称为此矩形风管的流量当量直径，以DL表示。根据推
导，流量当量直径可近似按下式计算。
D
(宀严(6-1-12)
P―― 气的密度，kg/m3;
l――风管长度，m；
Rs――风管的水力半径，m；
f――管道中充满流体部分的横断面积，m2;
P――湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m；
D――圆形风管直径，m。
摩擦阻力系数入与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。在通风和空
调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。
力。
所谓 当量直径”就是与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的圆形风管直径，它有 流速当量直径和流量当量直径两种。
（1）流速当量直径
假设某一圆形风管中的空气流速与矩形风管中的空气流速相等，并且两者的单位长
度摩擦阻力也相等，则该圆风管的直径就称为此矩形风管的流速当量直径，以Dv表示
根据这一定义，从公式（6-1-1）可以看出，圆形风管和矩形风管的水力半径必须相等。
(1)比摩阻法
成各种形式的计算表或线解图，供计算管道阻力时使用。只要已知流量、管径、流速、 阻力四个参数中的任意两个，即可利用线解图求得其余的两个参数。线解图是按过渡区
的入值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20C、宽气密度p0=1.204kg/m3运动粘度v0=15.06 10-6m2/s、管壁粗糙度K=0.15m m、圆形风管等条件下得出的。当实际使用 条件下上述条件不相符时，应进行修正。
管道的阻力计算
风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦
而产生的沿Байду номын сангаас能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及
设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部
阻力。通常直管中以摩擦阻力为主，而弯管以局部阻力阻力为主（图6-1-1）。