二级建造师机电安装工程技术基础知识(2)
流体的阻力是造成能量损失(即阻力损失)的原因。A、一种是由于流体的黏滞性和惯性引起的沿程阻力损失;B、另一种是由于管路界面突然扩大或缩小等原因,固体壁面对流体的阻滞作用和扰动作用引的称为局部阻力损失。液体用单位重量流体的能量损失(水头损失)H1表示,气体用单位体积内的流体的能量损失(压强损失)P1表示。
流体阻力损失通常有:
(1) 沿程阻力损失(与长度成正比):hf=(λlv2)/(d2g)(液体) pf=(λlρv2)/(d2)(气体)
λ为沿程阻力系数;v为平均流速;l为管长;d为管径
(2) 局部阻力损失: hm=ξv2/2g(液体) pm=ξv2/2(气体)
ξ为局部阻力系数;v为平均流速; d为管径
(3) 流态:流体在流动时存在两种质点运动形态即层流运动和紊流运动;
(4) 流态的判别准则:雷诺数:Re=v(平均流速)d(管径)/ν(运动黏滞系数),雷诺数的大小决定流体的流态,越大越容易成紊流,临界值约为2000.紊流阻力比层流阻力大得多。
(4) 流体能量总损失:流体能量总损失等于各管段沿程损失与各局部损失的总和。
(5) 减少阻力的措施
● 减小管壁的粗糙度和用柔性边壁代替刚性边壁。
● 防止或推迟流体与壁面的分离,避免旋涡区的产生或减小旋涡区的大小和强度。
● 对于管道的管件采取的减小阻力措施:一般直径d较小的弯管,合理地采用曲率半径尺,可以减少阻力。截面较大的通风弯管需安装形式合理的导流片,达到减少局部阻力的效果。对于管子截面变化的变径管,应采用一定长度的渐缩管或渐扩管。对于三通或四通可设置导流隔板。
● 在流体内部投加极少量的添加剂,使其影响流体运动的内部结构来实现减阻。
(6) 减少泵与风机的能量损失
● 泵与风机的能量损失通常其产生原因分为三类,即水力损失(与部件形状、壁面粗糙度、流体黏性有关)、容积损失(压力较高与压力较低)、机械损失(摩擦损失)。
● 泵与风机的全效率等于水力效率(水力损失)、容积效率(容积损失)、机械效率(机械损失)的乘积。
泵与风机的实际性能曲线:
流量与扬程(Q—H)曲线大致可分为三种:a为平坦型,b为陡降型c为驼峰型(应尽量避免,在运行中可能会出现不稳定工作)。