【摘要】：在非圆断面的管道或渠道的水力计算中,将引入当量直径的概念,当量直径d e定义为四倍的水力半径(R h),即圆管道的当量直径,等于圆管直径。实验证明,对于非圆形管内的湍流流动,如采用定义的当量直径d e代替圆管直径,其阻力损失仍可按式(4-1)和图4-10进行计算。当量直径的定义是经验性的,并无充分的理论根据。用当量直径d e计算的Re数也用以判断非圆形管中的流型。非圆形管中稳定层流的临界雷诺数同样是2 000。
在非圆断面的管道或渠道的水力计算中,将引入当量直径的概念,当量直径(equivalent diameter)d e定义为四倍的水力半径(R h),即
图4-10 摩擦系数曲线图
圆管道的当量直径
,等于圆管直径。前面讨论的都是圆管的阻力损失。实验证明,对于非圆形管内的湍流流动,如采用定义的当量直径d e代替圆管直径,其阻力损失仍可按式(4-1)和图4-10进行计算。
当量直径的定义是经验性的,并无充分的理论根据。对于层流流动还应改变式(420)中的64这一常数,如正方形管为57,环隙为96。对于长宽比大于3的矩形管道使用式(4-32)将有相当大的误差。
用当量直径d e计算的Re数也用以判断非圆形管中的流型。非圆形管中稳定层流的临界雷诺数同样是2 000。
例4-1 在管径d=300 mm,相对粗糙度ε/d=0.002的工业管道内,运动黏滞系数ν=1×10-6 m2/s,ρ=999.23 kg/m3的水以u=3 m/s的速度运动。试求:管长l=300 m的管道内的沿程水头损失。
解 沿程水头损失h f
由图4-10查得,λ=0.023 8,处于粗糙区。
也可用(4-29)式计算。
可见查图和利用公式计算是很接近的。
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