第一章流体流动1.4.1两种阻力损失2、管件：管与管的连接部件用以改变管道方向、连接支管、改变管径及堵塞管道等。3、阀门用以调节流量。（1）截止阀依靠阀盘的上升或下降，改变阀盘与阀座的距离，调节流量。优点：严密可靠，可较精确地调节流量。缺点构造比较复杂，流动阻力较大。常用于蒸汽、压缩空气及液体输送管道。流体中含有悬浮颗粒时应避免使用。（2）闸阀利用闸板的上升或下降，以调节管路中流体的流量。优点：闸阀构造简单，液体阻力小，且不易为悬浮物所堵塞，常用于大直径管道。缺点是闸阀阀体高；制造、检修比较困难。（3）止逆阀：又称为单向阀。只允许流体沿单方向流动。止逆阀只能在单向开关的特殊情况下使用。二、两种阻力损失单位质量流体流动时所损失的机械能，J/kg。1.4.2直管阻力损失垂直作用于截面1-1’上的压力：——圆形直管阻力所引起能量损失的通式（对于滞流或湍流都适用），范宁公式。λ为无因次的系数，称为摩擦因数。2、层流时的直管阻力损失思考：滞流流动时，当体积流量为qv的流体通过直径不同的管路时；△Pf与管径d的关系如何？3、湍流时的摩擦系数与因次分析法因次分析法特点：通过因次分析法得到数目较少的无因次变量，按无因次变量组织实验，从而大大减少了实验次数，使实验简便易行。依据：因次一致性原则白金汉(Buckinghan)所提出的π定理。分析湍流时直管阻力损失公式：1）析因实验用幂函数表示为：3）数据处理4、摩擦因数图湍流光滑管区：Re≥4000时的最下面一条曲线。λ与ε/d无关，而仅与Re有关。d)完全湍流区：图中虚线以上的区域。λ=φ(ε/d)，与Re无关当ε/d一定时，λ为一常数。。由范宁公式，若l/d一定，则阻力损失与流速的平方成正比hf∝u2/2，称作阻力平方区。则ε/d越大，到达阻力平方区所需要的Re就越小。5、管壁粗糙度对摩擦系数的影响③湍流时，以δb表示滞流内层的厚度:ⅰ.δb>ε,管壁粗糙度对λ的影响与滞流时相近。ⅱ.Re↑，滞流内层变薄,δb<ε,壁面凸出部分伸入湍流区内与流体质点发生碰撞，此时λ=f(Re，ε/d)，Re愈大，粗糙度对λ的影响愈显著。当Re增大到一定程度，层流内层薄得使表面得凸出完全暴露在湍流区内，则再增大Re，只要ε一定，λ就一定，此时就进入了阻力平方区。6、λ值的经验关系式层流:海根-泊谡叶①粗糙管柯尔布鲁克湍流:完全湍流区②光滑管布拉修斯Re=3×103～1×105讨论:层流hfu/d2粗糙管完全湍流区hfu2/d湍流粗糙管hfu(1.75-1.8)光滑管hfu1.75思考题非圆形管摩擦损失计算式7.非圆形管内的摩擦损失圆形管道，管道截面为:流体润湿的周边长度为:πd当量直径的定义是经验性的，并无充分的理论依据。将求阻力损失中的改成即可求。但对于层流流动：套管环隙：。正方形截面:。长为，宽为的矩形截面：；;注：非圆形管道的截面积不能用求，也不能用求例：套管由φ57×3.5mm和φ25×2.5mm钢管组成，则环隙截面积为:______mm2，润湿周边为_mm，当量直径为mm。1.4.3局部阻力损失突然扩大与突然缩小管出口1.4.4管路中的总能量损失总结：管路系统的总阻力损失为例1：有一突然扩大管按图示两个方向设置，并在同一位置装有U形管压差计，假设两种情况的流量qV相同，对应管径相等，U形管压差计读数是R>R’、R=R’还R<R’?例2：用泵把20℃的苯从地下储罐送到高位槽，流量为300l/min。高位槽液面比储罐液面高10m。泵吸入管路用φ89×4mm的无缝钢管，直管长为15m，管路上装有一个底阀（可粗略的按旋启式止回阀全开时计）、一个标准弯头；泵排出管用φ57×3.5mm的无缝钢管，直管长度为50m，管路上装有一个全开的闸阀、一个全开的截止阀和三个标准弯头。储罐及高位槽液面上方均为大气压。设储罐液面维持恒定。试求泵的轴功率。设泵的效率为70%。分析：解：取储罐液面为上游截面1-1，高位槽液面为下游截面2-2，并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。式中苯的密度为880kg/m3，粘度为6.5×10-4Pa·s（2）排出管路上的能量损失∑hf,b出口阻力系数ξe=1（3）管路系统的总能量损失:例3：溶剂由容器A流入B。容器A液面恒定，两容器液面上方压力相等。溶剂由A底部倒U型管排出，其顶部与均压管相通。容器A液面距排液管下端6.0m，排液管为60×3.5mm钢管，由容器A至倒U型管中心处，水平管段总长3.5m，有球阀1个(全开)，90°标准弯头3个。试求：要达到12m3/h的流量，倒U型管最高点距容器A内液面的高差H。（=900kg/m3，=0.6