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第七章管内流动与管路计算在第四章中，推出的粘性流体沿管道流动的总流伯努里方程为：w 2222221111+2++=2++h gV g p z g V g p z αραρ式中h w 是粘性流体从截面1流到截面2处，单位重量流体所损失的能量，它等于所有沿程损失和局部损失之和，即：j f w h h h +=沿程损失h f 是在每段缓变流区域内单位重量流体沿流程的能量损失。
研究表明，沿程损失与单位重量流体所具有的动能和流程长度成正比，与通道的直径成反比。
gV d l h 22f λ= 该式称为达西一威斯巴赫（Darcy-Weisbach ）公式。
式中λ为沿程损失系数，它与流体的粘度，流速、管道内径和管壁粗糙度等因素有关，是一个无量纲系数，除层流流动外，一般需要由试验确定。
局部损失h j 是当管道中因截面面积或流动方向的改变所引起的流动急剧变化时，单位重量流体的能量损失，通常表示为gV h 2=2j ζ 式中ζ称为局部损失系数，也是一个无量纲系数，根据引起流动的各种管件，由试验来确定。
要计算粘性流体在管道中的流动问题，需应用总流的伯努里方程。
而应用该方程的关键问题是求管道中的能量损失h w 。
总损失h w 等于各段沿程损失和局部损失之和。
若求沿程损失h f 和局部损失hj ，就必须确定沿程损失系数λ和局部损失系数ζ。
因此，确定沿程损失系数λ和局部损失系数ζ就成了本章的最关键的问题。
§7—1 圆管中的层流流动本节及以后各节所讨论的沿程损失系数的计算公式，只适用于管内充分发展的流动，而不适用于速度分布沿流程不断变化的管道入口段的流动（。
设流动为不可压流体在水平直管中的定常流动，流体充满整个管道截面，并为充分发展的层流流动。
取管道轴线与x 坐标一致。
在这样的流动中没有横向速度分量，即υ=w =0，仅有x 方的速度u 。
根据连续方程，可得0=∂∂xu (1)该式表明，u 与x 无关，仅为y 和z 的函数。
管路串并联实验报告流体力学实验目的：1.通过实验，了解和掌握管路串并联的基本原理和流体力学的相关概念；2.通过实验，掌握串并联管路的流量计算方法；3.通过实验，验证管路串并联对流量和压力的影响。
实验原理：1.管路串联实验原理：当两个管路串联时，流入和流出的质量流量相等，即m1=m2；由连续性方程可得，A1v1=A2v2，其中A为横截面积，v为流速；令Q1=A1v1为第一个管路的流量，Q2=A2v2为第二个管路的流量，则Q1=Q22.管路并联实验原理：当两个管路并联时，流入和流出的压力相等，即p1=p2；由伯努利定律可得，p1 + 0.5ρv1^2 + ρgh1 = p2 + 0.5ρv2^2 +ρgh2，其中ρ为流体密度，g为重力加速度，h为管道高度差；令Δp1=p1-p2为流体流过第一个管路时的压力损失，Δp2=p2-p3为流体流过第二个管路时的压力损失，则Δp1=Δp2实验设备：1.串联管路实验装置：包括输液瓶、流量计、球阀、直径不同的管道；2.并联管路实验装置：包括输液瓶、压力计、球阀、直径不同的管道。
实验步骤：1.串联管路实验：a)打开球阀，使开度最大，待流量计稳定后记录流量Q1和压力p1；b)关闭球阀，改变流量计跨度，使流量变为Q2，打开球阀，待流量计稳定后记录流量Q2和压力p2；c)比较Q1和Q2的大小，并记录相应的压力差。
2.并联管路实验：a)打开球阀，调整压力计，使压力差为Δp1，待压力计稳定后记录流量Q1；b)改变压力计跨度，使压力差变为Δp2，待压力计稳定后记录流量Q2；c)比较Q1和Q2的大小。
数据处理：1.串联管路实验：a)计算不同流量下的压力差Δp=p1-p2；b)绘制流量-压力差曲线，并进行线性拟合，得到斜率k1；c)使用Q1=Q2，计算出k2=Δp1/Δp2；d)比较k1和k2的大小，验证串联管路对流量和压力的影响。
2.并联管路实验：a)计算不同压力差下的流量比值Q2/Q1；b)使用Δp1=Δp2，计算出Q2/Q1的理论值；c)比较计算结果与实测值的误差，验证并联管路对流量和压力的影响。
第四章 管内流动和管道水力计算 The Fluid in Pipe and The Hydraulic Calculation第一节 黏性流体总流的伯努利方程 The Bernoulli Equation of Total Real Fluid一、黏性流体总流的伯努利方程(The Bernoulli Equation of Total Real Fluid)在工程流体力学中，采用半理论推导，辅以实验实测的方法，对理想流体总流的伯努力方程进行休修正。
黏性流体总流的伯努力方程：=++gc gp z 221111αρw h gc gp z +++222222αρ式中21,c c ----有效截面的平均流速；21,αα----动能修正系数，它是有效截面上的实际比动能与平均流速比动能之比值。
层流时α=2，紊流时α=1.12-1.02之间，工程管道多为紊流流动，计算时常取α=1wh ----两有效截面之间的水力损失。
二、黏性总流伯努利方程的探讨(discuss of the Bernoulli equation) 1. 方程的物理意义测压水头线和实际总水头线都在沿程下降，这是因为水力损失在沿程积累。
理想总水头线和实际总水头线之间的高度差w h ，就是从管道进口到该截面处的水力损失值。
1) 实际总水头线与测压水头线之间的高度差，是该有效截面上的速度高程g c 2/221α。
2) 沿着管道流程，流动的流体总是受到摩擦力的阻滞，称之为沿程阻力；克服沿程阻力所消耗的能量称为沿程损失；单位质量流体的沿程损失称为沿程水力损失，以f h 表示。
其大小为)2/)(/(2g c d l h f λ=式中f h ---沿程水力损失，g p h f f ρ∆/=f p ∆----两有效截面之间的压强差l ----计算的管段长度d----管道内径c ----管道截面上流体的平均流速 λ ----沿程阻力系数沿程阻力损失是由于流体各流层之间及流体与固体壁面之间因流速不同，产生内摩擦力而造成的，其作用存在于整个流动过程中。
串联并联流量变化化工原理串联和并联是流体力学中常用的两种流量变化方式。
在化工工艺中，流体流动的方式和速度对于反应的效果和产量都有重要影响。
本文将介绍串联和并联流量变化的化工原理。
一、串联流量变化的化工原理串联是指将多个流体单元依次连接在一起，使流体从一个单元流向另一个单元。
在串联中，流体的流动方式是连续的，流量的变化是逐渐累加的。
串联流量变化的化工原理可以通过一个简单的例子来说明。
假设有一个化工生产线，需要通过两个反应器来完成反应过程。
第一个反应器的流量为Q1，第二个反应器的流量为Q2。
当两个反应器串联时，总的流量为Q1+Q2。
串联流量变化的化工原理可以用以下公式表示：总流量 = Q1 + Q2其中，Q1和Q2分别表示两个反应器的流量。
通过串联流量变化，可以实现对反应过程的控制和调节。
二、并联流量变化的化工原理并联是指将多个流体单元同时连接在一起，使流体从一个入口分流到多个出口。
在并联中，流体的流动方式是同时的，流量的变化是分支的。
并联流量变化的化工原理可以通过一个简单的例子来说明。
假设有一个化工生产线，需要通过两个反应器来完成反应过程。
第一个反应器的流量为Q1，第二个反应器的流量为Q2。
当两个反应器并联时，总的流量为Q1和Q2的和。
并联流量变化的化工原理可以用以下公式表示：总流量 = Q1 + Q2其中，Q1和Q2分别表示两个反应器的流量。
通过并联流量变化，可以实现对反应过程的增加产能和提高效率。
三、串联和并联的应用串联和并联的流量变化在化工工艺中有着广泛的应用。
下面将介绍一些常见的应用场景。
1. 反应器的串联：在某些反应过程中，需要通过多个反应器来实现连续反应。
通过串联反应器可以控制反应的速率和产量。
2. 设备的并联：在某些化工生产过程中，为了提高产能和效率，可以将多个设备并联使用。
通过并联可以增加流量和处理能力。
3. 管道的串联和并联：在管道输送液体或气体的过程中，可以通过串联和并联的方式来调节流量和压力。
