液体流动的压力损失

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  实际液体具有粘性或管道形状和截面尺寸发生变化时,对液体流动会产生阻力,因此要损失一部分能量。压力损失沿程压力损失和局部压力损失两部分组成在设计液压系统时要尽量减小压力损失,从而提高系统效率、减小由此带来的温升。压力损失的大小与液体的流动状态有关。
液体的流动状态
英国物理学家雷诺通过大量实验,发现了液体在管路中流动时存在的两种流动状态--层流和紊流。雷诺实验表明,层流时液体质点互不干扰,液体沿管路轴线作线性或层状流动;紊流时液体质点相互干扰,运动杂乱无章,除了沿管路轴线运动以外还有剧烈的横向运动。
    实验分析表明,层流发生在液体流速较低的场合,粘性力起主导作用,压力损失主要是液体的粘性摩擦损失;紊流发生在液体流速较高的场合,惯性力起主导作用,压力损失主要是液体的动能损失
雷诺数
液体的流动状态可用雷诺数判断。
    雷诺数定义为
式中,d—管路的直径;v—液体的平均流速;ν—液体的运动粘度。雷诺数的物理意义是:液流的惯性作用和粘性作用之比。
    对于非圆形截面管路,雷诺数定义为
    水力直径可用下式计算
式中,A—液流的有效面积;χ—液流的湿周周长(液流有效流通截面的周界长度)。
    由此可见,面积相等但形状不同的通流截面,其水力直径是不同的。计算表明,圆形的水力直径最大,同心圆环的水力直径最小。水力直径大则通流能力强,对液体的流动阻力小。因此管路多是圆形截面。
    雷诺数表明了液体的流动状态。把液体由紊流变成层流时对应的雷诺数称为临界雷诺数,记作。一切流动都有层流和紊流两种流动状态及相应临界雷诺数,临界雷诺数的数值由实验测定。当液流的实际雷诺数小于临界雷诺数时,液流为层流;反之,为紊流。常见液流管道的临界雷诺数如表2.2所示。
液体流动状态的判定
2.3.1沿程压力损失
液体在等径直管中流动时产生的压力损失称为沿程压力损失,该损失与液体的流动状态有关。

本文发布于:2023-05-08 01:38:44,感谢您对本站的认可!

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