页数：43页文件大小：459.2 KB来源： 化工原理ppt课件
本课件讲解直管摩擦阻力与范宁公式、管内层流与湍流的摩擦阻力、量纲分析与非圆形管及局部阻力计算。内容按1.6.1 管流阻力计算的通式、6.2 管内层流的摩擦阻力等小节展开，配合图示、公式推导与例题说明相关参数的确定方法。
本页为「管流阻力计算的通式」小节导览页，列出本节包含的内容要点。
流动时产生的阻力摩擦阻力引起的压力降形体阻力引起的压力降总机械能损失直管阻力局部阻力一、压力降-管流阻力的表现
二、直管摩擦阻力与范宁公式图1-20 直管摩擦阻力通式的推导
二、直管摩擦阻力与范宁公式设流体在水平直圆管内作定态流动取流体元：长为L、半径为r分析受力，得到
可以推出（1-61a）（1-61）（1-60）二、直管摩擦阻力与范宁公式摩擦系数范宁（Fanning）公式
从动量传递的角度，λ也可认为是动量传递的速率系数。将变换为（1-62）（1-60）对流动量传递速率(momentum transfer rateby convection)动量传递的阻力动量传递的推动力二、直管摩擦阻力与范宁公式
层流和湍流的动量传递机理不同，摩擦系数的求解方法也不同，下面分别予以讨论。二、直管摩擦阻力与范宁公式
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前面已求出，剪应力沿管径方向为线性分布（1-57）对于牛顿型流体的层流，则（1-63）将式1-63 代入式1-57 中，可得圆管定态层流的速度分布曲线，（1-65）抛物线
在管中心处流速最大管内层流的摩擦阻力时在管壁处速度为0管截面平均速度
层流时的摩擦阻力层流时的摩擦系数（1-69）哈根—泊谡叶（Hagen－Poiseuille）方程由
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经过量纲分析后，以量纲为一变量表达的函数方程为基本量纲为M、L和T变量数一、量纲分析
为量纲分析的方便，将函数关系式写成如下幂函数的形式将各物理量的量纲代入上式即：一、量纲分析
根据量纲一致性原则保留b、e为已知量，将所求得的a、c、d代回原式，指数相同的物理量合并，写成更一般的函数形式可得，一、量纲分析
欧拉(Euler)数，表示压力与惯性力之比与管尺寸有关的比值，反映流动系统的几何特性表示惯性力与黏性力之比一、量纲分析
二、管内湍流的摩擦阻力由于湍流运动的复杂性，迄今还不能完全用理论分析法建立湍流摩擦系数的计算式，此外，湍流时管壁的粗糙程度对摩擦系数亦有很大影响。表1-2 列出了某些工业管道的绝对粗糙度值。绝对粗糙度壁面凸出部分的平均高度，以e表示。相对粗糙度绝对粗糙度与管径的比值，即e/d。
在分析湍流的摩擦阻力时还必须将壁面粗糙度这一重要因素包括进去。二、管内湍流的摩擦阻力
（ii）柏拉修斯（Blasius）式上式适用范围为其他公式见教材。二、管内湍流的摩擦阻力
图1-22 管流摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的关系
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一、阻力系数法或该法是将局部能量损失表示成流体动能因子的一个倍数，即：称为局部阻力系数
突然扩大时的阻力系数计算式为：
突然缩小时的阻力系数计算式为:
二、当量长度法或管件与阀门的局部阻力亦可仿照写成如下形式在湍流流动情况下，某些管件与阀门的当量长度可由图1-24 的共线图查得。
本页为「管路上的局部阻力」小节导览页，后续依次讲解下列内容。
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小结管路系统中的总阻力，应包括直管中的摩擦阻力、突然扩大、突然缩小以及管件与阀门的局部阻力，其计算通式可写为局部阻力直管阻力
当量长度直管阻力局部阻力局部阻力系数管流阻力计算小结
或（1-95）管流阻力计算小结总阻力的计算式（1-94）
练习题目
作业题：14、18、191
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