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      管道阻力對揚程的影響及管損計算!

      發布:jjaohua 瀏覽:3905次

      大家都知道,管道是一種固體物,水是容易流動的物質,如果管道內的水是流動的,必定有一部分能量轉化為熱能而消滅,也就是丟失了一部分水壓(或稱揚程),這是客觀事物的反映,是水流運動的必然規律。通常,我們將這種能量轉變的現象,稱之為能量損失(或稱水力損失、損失揚程)。它以米為計算單位。

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      原藝術論封面設計管道圖
      管道阻力對揚程的影響有多大? 
        有些用戶經過測量,雖然蓄水池或水塔到水源水面的垂直距離還略小于水泵揚程,但還是提水量小或提不上水。其原因常是管道太長、水管彎道多,水流在管道中阻力損失過大。一般情況下90度彎管比120度彎管阻力大,每一90度彎管揚程損失約0.5-1米,每20米管道的阻力可使揚程損失約1米。此外,有部分用戶還隨意更改水泵進、出管的管徑,這些對揚程也有一定的影響。那管道阻力對揚程的影響究竟有多大呢?

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      下面,我們來看下方表格,你是否清楚管道水流產生水力損失的原因?

      問答一、是管壁粗糙的阻滯作用。
      二、是水流各流層間的相對運動。

      三、是管件內水流局部急劇變化形成的漩渦。管路(網)水力損失由沿程和局部兩部分組成。在工程上,我們必須要計算知道它的數量多少,才能正確地選用水泵,確定所需要的水泵揚程。

      3 管路沿程損失是發生在水流的全部流程上的摩擦阻力,它與管壁粗糙度、管長、管徑、流速等有關,根據水力學原理,可以建立它的關系式。

         沿程損失與管壁粗糙度有關的沿程摩擦系數成正比關系,不同的管材其粗糙度不同,鑄鐵管比較粗糙,沿程摩擦系數就大些;塑料管比較光滑,沿程摩擦系數就小些。與管子長度成正比關系;與管徑成反比關系,就是說,當流量一定時,管徑小、流速快,則沿程損失大;還與流速的平方值成正比關系。當然計算比較繁瑣,簡單的方法可以估算。
        管路局部損失是水流在管道中流過底閥、閥門、彎頭、異徑管等配件過程中,由于局部裝置使流型變化;流速方向和大小都改變,而且在流動中出現漩渦,使水流互相碰撞、沖擊。這種局部阻力而引起的水力損失叫做局部損失。

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      局部損失的大小與流過管道配件處的水流速度平方值成正比,同時,也與配件的形狀和數量有關。配件斷面形狀變化大,數量多,則局部損失就愈大。當管路布置方案確定以后,一般都要經過計算方法求得管路損失揚程,然后確定水泵站的設計揚程,才能進行水泵選型。但是計算程序比較復雜,為了簡便起見,計算資料可以編制成表格,以便查表求得。另外,也可以進行粗略估算:損失揚程相當于實際地形揚水高度(測量得知)30%~50%,管徑小、管路短取大值;管徑大、管路長取小值。

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      可利用現有軟件, 計算出管路沿程損失管路局部損失, 如義維開發的的選型軟件系統, 以方便計算。

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      液體在直管中流動時的壓力損失

      液體在直管中流動時的壓力損失是由液體流動時的摩擦引起的,稱之為沿程壓力損失,它主要取決于管路的長度、內徑、液體的流速和粘度等。液體的流態不同,沿程壓力損失也不同。液體在圓管中層流流動在液壓傳動中最為常見,因此,在設計液壓系統時,常希望管道中的液流保持層流流動的狀態。

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      .層流層流時的壓力損失在液壓傳動中,液體的流動狀態多數是層流流動,在這種狀態下液體流經直管的壓力損失可以通過理論計算求得。

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      式中:λ為沿程阻力系數。它的理論值為λ64/Re,而實際由于各種因素的影響,對光滑金屬管取λ75/Re,對橡膠管取λ80/Re。紊流時的壓力損失層流流動中各質點有沿軸向的規則運動。而無橫向運動。       紊流的重要特性之一是液體各質點不再是有規則的軸向運動,而是在運動過程中互相滲混和脈動。這種極不規則的運動,引起質點間的碰撞,并形成旋渦,使紊流能量損失比層流大得多。       由于紊流流動現象的復雜性,完全用理論方法加以研究至今,尚未獲得令人滿意的成果,故仍用實驗的方法加以研究,再輔以理論解釋,因而紊流狀態下液體流動的壓力損失仍用式來計算,式中的λ值不僅與雷諾數Re有關,而且與管壁表面粗糙度有關。

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