管道阻力系数计算式的比较和选择

管道阻力系数计算式的比较和选择管道阻力系数计算式的比效和选择内蒙二轻工业学校林建宏呼和浩特市城建环保局蒙华 (内容提要 ]在管道设计计算中，关键问题是阻力系数的计算，当管内流体呈非滞流状态时，无法用理论分析的方法得出一通用的阻力系数计算式，此时往往需甩重多的经硷或半经验公式进行计算。由于流体流动情况不R，管道苯身疋其巍工情况也有区剐等、所以在实际应用中就存在着阻力系数计乒式的选择问题。末文通过对重多的阻力系数计算式及柯尔布鲁克方程简化式的适用条件和应用范...

管道阻力系数计算式的比效和选择内蒙二轻工业学校林建宏呼和浩特市城建环保局蒙华 (内容提要 ]在管道设计计算中，关键问题是阻力系数的计算，当管内流体呈非滞流状态时，无法用理论分析的方法得出一通用的阻力系数计算式，此时往往需甩重多的经硷或半经验公式进行计算。由于流体流动情况不R，管道苯身疋其巍工情况也有区剐等、所以在实际应用中就存在着阻力系数计乒式的选择问题。末文通过对重多的阻力系数计算式及柯尔布鲁克方程简化式的适用条件和应用范围等多方位进行比较得出了实际应用中力系数计式的算选择依据和结论。管道的阻力计算是给排水管路水力计算的重要组成分，也是给排水管路设计及输送设备选型的主要依据，因此，阻力计算是否准确直接影响整个管路的运行情况和经济效益。流体在管道内流动时，所受管道曲阻力取决于下列因素：即管道的内径、流体流速管壁的粗糙程度等。在给排水工程中，管道阻力常用下列公式计算： h ．一 t／d u ／2g (1) 式中：hf——管道阻力 Z—— 阻力系数 d—— 管道内径』—— 管道长度 u——流体的流速在该式中关键的参数是阻力系数。^一般情况 F阻力系数取^决于管道的内径、管道内壁的粗糙度和雷诺数R。，就是说当用(1) 式计算培排水管道的阻力，必须首先确定出管道的阻力系数，^之后，l拽可求得一定管路系统在确定的流率条件下一定流体的阻力损失。应用理论分析盼方法，根据牛顿粘性定律可以导出当雷诺数R 小于21 00即流体在管内呈滞流时阻力系数 =^6 4／R 即仅^与 · l 6 · R。有关，而与管道的粗糙度无关，而当雷诺数R 大于2l00时，即在湍流区内(包括过渡区，而不包括阻力平方区 )时，由于流体流动本身的复杂性以及管道粗糙度对阻力的影响，所以从理论上还未能得出一通用的计算公式。目前主要靠一些半理论半经验公式进行计算，本文将对一些给排水管道应用的半经验半理论公式作一些比较以利实际计算时的选择。一、阻力系数的计算公式及适用条件札依琴柯公式： =^o．025 I√R (2 J 该式适于R。=2000—400D，、即流体流态在滞流和湍流阗时临界区域尼古拉兹半经验公式：适于 R．>4000 对湍流光滑区，尼式为： l／√^=2tg R ~／^ ／2．51 (3 ) 对湍流粗糙区，尼式为：一 1／√^=2lg3． D／∈ (4 ) 布拉修斯经验公式 ’ =^0．3l64／R “ (5 ) 仅适于R。施工质量和管道间的接 rj方式。该式适任何湍流情。 F袤州述 J A、l 、 ·n和 k系数的取州值。式 (8)中A、 n、 m和 K系数的取用值管道种娄新钢管新铸铁管 Ij的钢管和铸铁管囊 s。豢 0,018) 石棉水混管 0．D0 08 j m ． 230 o 120 】．3 5 7 — — — — j— — —— — — 0 750 1 O．284 f．1 513 0．30 ＼ O．190 1．150 ，嚣辫鬻薹 -杠』尔布舞磐蠡盏( 7 ；li酗靠系数最著的公：赢茁极鞋，’ 挺尼古挝机械结合，％馥毒墙蘸瞻、而在亿公式。毛迪公式：，= 5．5× l 0 1 0 ／R )”。] 逸 0 0 0≤ l{‘≤ 简公式． 1／~／^ 1．14 — 2fg(∈／D+21．2 5IRt“) C1 o) 适用条件；5000≤R ≤ l0 ；0．00004< ∈／I) 总结出来的，具有一定的准确性，因此该式得到了广泛的应用，特别是在给排水管道设计计算中直用效果更佳。但因式中A、B、II1和k均属实验性系数。它与管道种类粗糙程度、管道安装、施工装配等因素有，因此，数据来源比较困难，这就导致公式的使用受到限制。但只要备系数有处可查，在宴际计算中常选择该式。柯式 (7)的基本特征是当R 值很小时，公式右边括号内的第二项很大，笫一项很小，故此柯式就趋近尼古拉兹光滑区公式 (3 )，而当R．值很大时公式右边括号内第二项很小，此时柯式又趋近尼古拉兹粗糙区公式 (4)。就是说：实际上公式 (3 )和 (4 )是公式 (7)的两种特殊形式。公式 (10)是柯式 (7)的近似公式，它的形式简单、计算方便，是适用于湍流三个区的综合公式当R。很小时括号内的第一- 项可忽略，公式 (1 6)实际上就成为布拉修斯公式 (4)，而当R 值很大时括号内第二项可忽略，公式 (16)即为弗林公式 (5) 有人曾推荐 (16)式作为给排水管道水力计算的通用式，但由于过于简单化往往带来了较大的误差，因此，在宴际计算中力求简化公式而增长误差的作法也实不可取，应在满足精度要求的前趣下进行简化和选择。公式 (9 )， (1 0)、 (11)、(12) (1 3)， (1 4)及 (1 5)均为柯式 (7)的简化式，它们各自有自己的适用条件和范瞄，相对于柯式 (7)郝存在若一定的误差，其中公式 ‘14)的误差最小，在整个揣潍区内与柯式 ( )掘比其误差E—O．O0OOO螂， 18 · 敞选掸时应首先考虑。至于苴它简化式应在其适用范围内进打选择四、结论通过讨论和比较湍流区阻力系数^的各计葬公式可以得出，在选择公式时．若有A B、m和k可查应选择 (8)式，特别整对给排水管道更是如此否则选择 (7 )式，但该式计算繁杂故应选择各简化式其中首先应考虑 (1 6)式，若属光滑区式租糙区计算可矗接应用 (5)式或 (6 )，当精度要求较高时应选Il{j(14)式或 (1 5)式。至于式 (9 )、 (1 0)(11)、 (1 2)、 (i 3)只要符合适用条件，一般精度要求下均可选择使用。参考文献 ( 。 t ，。 3 S ， e rg 。 M d e ， ~ ． , i ‘i。； r。l~。tj，toE 5 “ c BrG c』 C^P ．目 qj， ( )，i 98r 【2]《。。c删[6 B “g “cauu~aP— aH^ P H“ 0》N0 5 l984 [3 ]王妨皂， ColebroohJy~ 的近似奢化学工程 2 ， 198．7 【 4)躅谨仁，流体力学象与凡机，建甑工皿出版牡，l 985 [5]，．．柯奔辱著 }匕学工程卷 1中译丰，化工出氟扯， eB3 [6 )谭天恩普著化工厨c理化工出版社 j 9 小挢灌木 ^ 索四川通江卅陵碾据地军事瞎凡夫篆刘维普资讯 http://www.cqvip.com

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