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2、流體的阻力及阻力損失

流體的阻力是造成能量損失(即阻力損失)的原因。A、一種是由于流體的黏滯性和慣性引起的沿程阻力損失；B、另一種是由于管路界面突然擴(kuò)大或縮小等原因，固體壁面對流體的阻滯作用和擾動作用引的稱為局部阻力損失。液體用單位重量流體的能量損失（水頭損失）H₁表示，氣體用單位體積內(nèi)的流體的能量損失（壓強(qiáng)損失）P₁表示。

流體阻力損失通常有：

(1) 沿程阻力損失（與長度成正比）：h_f=（λlv²）/（d2g）(液體)         p_f=（λlρv²）/（d2）（氣體）

λ為沿程阻力系數(shù)；v為平均流速；l為管長；d為管徑

(2) 局部阻力損失：               h_m=ξv²/2g(液體)                  p_m=ξv²/2（氣體）

ξ為局部阻力系數(shù)；v為平均流速； d為管徑

(3) 流態(tài)：流體在流動時存在兩種質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動形態(tài)即層流運(yùn)動和紊流運(yùn)動；

(4) 流態(tài)的判別準(zhǔn)則：雷諾數(shù)：Re=v(平均流速)d（管徑）/ν（運(yùn)動黏滯系數(shù)），雷諾數(shù)的大小決定流體的流態(tài)，越大越容易成紊流，臨界值約為2000。紊流阻力比層流阻力大得多。

(4) 流體能量總損失：流體能量總損失等于各管段沿程損失與各局部損失的總和。

(5) 減少阻力的措施

● 減小管壁的粗糙度和用柔性邊壁代替剛性邊壁。

● 防止或推遲流體與壁面的分離，避免旋渦區(qū)的產(chǎn)生或減小旋渦區(qū)的大小和強(qiáng)度。

● 對于管道的管件采取的減小阻力措施：一般直徑d較小的彎管，合理地采用曲率半徑尺，可以減少阻力。截面較大的通風(fēng)彎管需安裝形式合理的導(dǎo)流片，達(dá)到減少局部阻力的效果。對于管子截面變化的變徑管，應(yīng)采用一定長度的漸縮管或漸擴(kuò)管。對于三通或四通可設(shè)置導(dǎo)流隔板。

● 在流體內(nèi)部投加極少量的添加劑，使其影響流體運(yùn)動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)減阻。

(6) 減少泵與風(fēng)機(jī)的能量損失

● 泵與風(fēng)機(jī)的能量損失通常其產(chǎn)生原因分為三類，即水力損失（與部件形狀、壁面粗糙度、流體黏性有關(guān)）、容積損失（壓力較高與壓力較低）、機(jī)械損失（摩擦損失）。

● 泵與風(fēng)機(jī)的全效率等于水力效率（水力損失）、容積效率（容積損失）、機(jī)械效率（機(jī)械損失）的乘積。

泵與風(fēng)機(jī)的實(shí)際性能曲線：

流量與揚(yáng)程(Q—H)曲線大致可分為三種：a為平坦型，b為陡降型c為駝峰型（應(yīng)盡量避免，在運(yùn)行中可能會出現(xiàn)不穩(wěn)定工作）。