為了確定克服水力阻力所需的揚(yáng)程,需要進(jìn)行管道計(jì)算,而水力阻力又是正確選擇液體或氣體介質(zhì)泵送機(jī)器所必需的。
在一般情況下,可以通過以下公式計(jì)算管道壓力下降:
Δp=λ·(l / d 1)·(ρ/ 2)·v²
Δp–管段上的壓降,Pa
l –管段的長度,
mλ-摩擦系數(shù)
d 1 –管徑,
mρ–泵送介質(zhì)的密度,kg / m 3
v –流量,m / s
由于不同的因素可能會(huì)產(chǎn)生水力阻力,并且區(qū)分了兩個(gè)主要類別:摩擦阻力和局部阻力。
摩擦阻力是由與泵送介質(zhì)接觸的管道表面上的各種凹凸不平引起的。在其與管道壁之間的流體流動(dòng)期間會(huì)發(fā)生摩擦,該摩擦具有制動(dòng)作用并且需要額外的能量消耗才能克服。產(chǎn)生的阻力在很大程度上取決于泵送介質(zhì)的流動(dòng)方式。
由于層流和與之對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)(Re)較小,其特征是均勻且相鄰的流體或氣體層之間沒有混合,因此粗糙度的影響很小。可以通過以下事實(shí)解釋:極端粘性的底層通常比管道表面上的凹凸不平所形成的層厚。在這種情況下,管道被認(rèn)為是液壓平穩(wěn)的。
隨著雷諾數(shù)的增加,粘性底層的厚度減小,并中斷了底層的不規(guī)則重疊,并且粗糙度對(duì)水力阻力的影響增加,并且變得取決于雷諾數(shù)和管道表面上凸起的平均高度。
雷諾數(shù)的進(jìn)一步增加將泵送的介質(zhì)轉(zhuǎn)換為湍流模式,在該模式下,粘性底層被完全破壞,產(chǎn)生的摩擦僅取決于粗糙度。
摩擦損失的計(jì)算公式為:
? Т = [(λ·L)/ d э ]·[W 2 /(2G)]
? Т -頭部損失,由于摩擦阻力,米
[W 2 /(2G)] -速度頭,米
λ -摩擦系數(shù)
升-管道長度,米
d Э -管道當(dāng)量直徑,米
瓦特-流速m / s的
g –重力加速度,m / s 2
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