关于阻力计算的公式

关于阻力计算的公式

一、圆形直管内的流动阻力：

1）计算水平圆管内阻力的一般公式—范宁（Fanning ）公式：

22u d l f p ρ⋅⋅λ=∆①

其中λ为摩擦系数，量纲为一；l 为管长；d 为管径；ρ为流体密度；u 为流速。

本式表明流体流动阻力Δp f 与流动管道长度呈正比；与管道直径呈反比，与流体动能ρu 2/2呈正比。

层流时摩擦系数有准确计算公式，是将式①和式②联立计算，完全靠理论推导方法得出。公式如下：

ρ

η

=λu d 64由此式可见，圆形直管内流体层流流动时，摩擦系数与流体黏度呈正比，与管径、流速、流体密度呈反比。

湍流流动摩擦系数是根据实验得到的公式，最为常用是莫狄（Moody ）摩擦系数图。

2）层流时直圆管内的阻力计算公式—哈根-泊谡叶（Han gen-Poiseuille ）公式：

2f lu 32p η=∆②

由该式可见，层流时支管阻力Δp f 与管长l 、速度u 、黏度η的一次方成正比，与管径d 的平方呈反比。

二、局部阻力

流体在管内流动时，还要受到管件、阀门等局部阻碍而增加的流动阻力，称为局部阻力。它还包括由于流通截面的扩大或缩小而产生的阻力。局部阻力可按式③计算：

2

u d l p 2

e f ρλ=∆③或2u p 2f ρζ=∆④

其中l e 为当量长度，即将局部阻力折合成相当长度的直管来计算；ζ成为局部阻力系数。l e 和ζ都是由实验来确定的。

三、总阻力

若将流体在管路中流动阻力归结为直管阻力和局部阻力之和，对于流体流动等直径管路，如果将局部阻力以当量长度表示，则阻力计算式为：

g

2u )d l l (g R h 2

u )d l l (R p 2e f 2

e f ∑+λ=∑=∑ρ∑+λ=∑ρ=∆或

式中l —管路中直径为d 的直管长度，m;

Σl e —管路上全部管件与阀门等的当量长度之和，m;

u —流体流经管路的速度，m/s

如果还有部分局部阻力必须用阻力系数表示，则阻力计算式为：

g

2u )d l l (g R h 2u )d l l (R p 2

e f 2

e f ζ∑+∑+λ=∑=∑ρζ∑+∑+λ=∑ρ=∆或

式中Σζ—管路上部分管件和阀门等的阻力系数之和