管內流動

管內流動

管內流動,流體在充滿管道時的縱向流動,簡稱管流。管流是粘性不可壓縮流體動力學的主要研究內容之一。

管內流動

工程上通常要求解決的管流問題,是用多大的功率才能使要求的流體流量連續地通過給定直徑的管道;或者說要求計算管道流動的總水頭損失Δh,核算體積流量和經濟的管道水力直徑d。
對於粘性不可壓縮流體的定常管流,常用如下的能量方程來分析式中下角標1、2表示核算管段的進、出口,括弧中各項依次代表靜壓水頭、速度水頭和位置水頭;H為外界輸向流體的機械能水頭;和分別為流動中的局部水頭損失和沿程水頭損失,其中l為管長。局部水頭損失反映由於流道變截面或拐彎引起的渦流耗散損失。ζ稱為局部水頭損失係數,通常由實驗確定,以經驗式或圖表給出。沿程水頭損失反映流體與管壁間的摩擦損失。λ稱為沿程水頭損失係數,由理論和實驗方法求得,工程上可根據雷諾數(Re)和管壁粗糙程度查人工粗糙壁管道和工業管道的沿程阻力係數圖(圖1、 2)。這兩種沿程阻力係數圖是J.尼庫拉德塞和L.F.穆迪分別建立的。  管網計算時,常需要對上述能量方程、局部和沿程水頭損失的經驗式或圖表與連續方程(見流體動力學基本方程)一起聯合求解。複雜管網一般可分解為串聯和並聯兩種基本方式,這樣就可以方便地算出整個管網的有關數據。

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