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直管摩擦系数λ的测定

时间:2022-10-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:流体在管路中流动时,由于黏性剪应力和涡流的存在,不可避免地会引起压强损耗。这种损耗包括流体经过直管所造成的机械能损失称直管阻力损失以及因流体运动方向改变、管子大小形状改变所造成的机械能损失称局部阻力损失。

流体在管路中流动时,由于黏性剪应力和涡流的存在,不可避免地会引起压强损耗。这种损耗包括流体经过直管所造成的机械能损失称直管阻力损失(或沿程阻力损失)以及因流体运动方向改变、管子大小形状改变所造成的机械能损失称局部阻力损失。

对于同直径的水平管内不可压缩流体流动造成的机械能损失,可由伯努利方程式和范宁公式得到

式中,Hf 为单位重量流体流动所造成的压头损失,m液柱;Δpf 为直管两端的流体压强差,Pa;ρ为流体密度,kg/m3;g为重力加速度,9.81m/s2;λ为摩擦系数,量纲为一;l为直管长度,m;d为直管直径,m;u为管内流速,m/s,u=qV/(0.785d2);qV 为流量,m3/s。

从式(4-1)可得

实验证明:摩擦系数λ及与流体的密度ρ、黏度μ、管径d和管壁的粗糙度ε有关,应用量纲分析的方法可以导出如下关系式:λ=f(Re,ε/d),其中Re=

根据实验数据可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ和相应的雷诺准数Re,从而整理出λ与Re的关系,绘出λ与Re的关系曲线。

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