管道局部阻力.

局部阻力的计算与管路计算1.局部阻力的计算：在管道系统中，由于管道的弯头、放大器、收缩器、阻流板等局部结构，会引起局部阻力。

为了准确计算流体在这些局部结构处的压降，需要进行局部阻力的计算。

以下是几种常见局部结构的阻力计算方法。

1.1弯头的局部阻力计算：弯头是管道系统中常见的局部结构之一、根据流体力学原理，当流体经过弯头时，由于弯头的存在，流体会受到转向力和离心力的作用，从而引起局部阻力。

弯头的局部阻力可以通过以下经验公式进行计算：ΔP=Kv*(v²/2g)其中，ΔP是弯头的压降，Kv是弯头的局部阻力系数，v是流体的速度，g是重力加速度。

1.2放大器的局部阻力计算：放大器是一种将流体速度增加的局部结构。

在放大器中，流体的截面积会逐渐增大，从而导致速度增加，压降减小。

放大器的局部阻力可以通过以下经验公式进行计算：ΔP=0.5*ρ*(v2²-v1²)其中，ΔP是放大器的压降，ρ是流体的密度，v2是放大器出口处的流速，v1是放大器入口处的流速。

1.3收缩器的局部阻力计算：收缩器是一种将流体速度减小的局部结构。

在收缩器中，流体的截面积会逐渐减小，从而导致速度减小，压降增大。

收缩器的局部阻力可以通过以下经验公式进行计算：ΔP=0.5*ρ*(v2²-v1²)其中，ΔP是收缩器的压降，ρ是流体的密度，v2是收缩器出口处的流速，v1是收缩器入口处的流速。

1.4阻流板的局部阻力计算：阻流板是一种将流体分割的局部结构。

当流体通过阻流板时，会因为流体通过的流道变窄而引起阻力。

阻流板的局部阻力可以通过以下经验公式进行计算：ΔP=0.5*ρ*(v²-v1²)其中，ΔP是阻流板的压降，ρ是流体的密度，v是阻流板后的流速，v1是阻流板前的流速。

2.管路计算：在管道系统设计中，需要计算整个管道系统的压降和流量。

以下是常见的管路计算方法。

2.1管道的阻力计算：管道本身会引起流体的阻力。

管道局部阻力系数
管道局部阻力系数是流体流动过程中在管道内壁产生的阻力，主要由壁面摩擦阻力、管内流转沿内壁夹紧阻力和抗局部流动等因素形成，是流体计算流量特性的重要参数。

有节点说明，管道局部阻力系数主要受流体种类、管道连接方式及阀门类型、管道弯头、尺寸、结构等因素的影响，其变化也是随着流体参数的不同而有所不同。

目前，管道局部阻力系数的计算可以采用多种方法，根据不同的要求，分为实验法和数学模型法。

实验法可以直接测量管道局部阻力系数，但由于仪器仪表的不确定性，测量精度受限。

数学模型法对于管道局部阻力系数的计算更加复杂，往往需要根据流体物性，采用流体力学理论计算，并结合地图测量实验参数，建立完整的数学模型才能得出结果。

具体来说，管道局部阻力系数常用的方法有弹性球面模型、改进的弹性球面模型和离散元模型等。

弹性球面模型首先假设管道为由一系列的完整同心弹性球面组成，并假定其表面均匀地沿抛物线分布，然后求解出了管道局部阻力系数影响因子。

改进的弹性球面模型将气体流速和增量进行分离，在实验中更加精确，尽量表征真实气体流转过程。

离散元模型将流体流向折射算子“离散”成孤立的元，然后根据每个元的内部流动结构，运用算子乘换定理进行局部阻力系数的计算，既详细又精准。

由于管道内部结构的复杂性，同一条管道局部阻力系数大小会因不同地段有所变化，因此，采用上述方法结合节点情况综合考虑，找出最终有效阻力系数可更好地描述管道内流体特性。

水在管路中的阻力计算1.基本概念和定义-流体阻力：流体通过管道时受到的阻碍力，是流体流动过程中能量损失的表现。

-泊肃叶流动：当流体通过管道时，管道内流速分布均匀，流线方向与管道轴线平行。

-局部阻力：由于管道结构，如弯头、三通、突然收缩、扩大等，引起的局部阻力损失。

-摩擦阻力：由于流体分子之间的相互作用而形成的阻力，是流体通过管道的主要阻力。

2.摩擦阻力计算摩擦阻力计算使用的基本公式是达西-魏塞尔巴赫公式（Darcy-Weisbach equation），表示为：ΔP=f*(L/D)*(ρV²/2)其中，ΔP是通过管道的压力损失，f是摩擦系数，L是管道长度，D 是管道直径，ρ是水的密度，V是流速。

摩擦系数f是根据管道壁面粗糙度、雷诺数和所处区域的实验数据确定的。

常用的计算f的公式包括：- 汉密尔顿公式：f = 0.4/((log10((ε/D)/3.7))^2)，适用于光滑管壁。

- 罗特金-普拉特公式：f = 0.11/((log10((ε/D)/1.5) +(1/3.7))^2)，适用于一般商业钢管。

3.局部阻力计算局部阻力损失的计算需要结合具体的管道结构和特性，一般可以使用以下公式：-突然扩大或收缩：ΔP=K*(V²/2)其中，K是局部阻力系数，可以根据实验数据或经验公式查表获得。

-管道弯头：ΔP=K*(ρV²/2)4.阻力损失计算-分段法：将管道分成若干段，计算每段的局部阻力和摩擦阻力，然后将其累加得到整个管道系统的阻力损失。

-等效长度法：将整个管道系统的阻力损失转化为等效长度，再根据上述的摩擦阻力公式计算出阻力损失。

5.示例计算假设有一个水流经过长度为100m、直径为0.3m的水管。

水的密度为1000kg/m³，流速为2m/s。

根据公式可以计算出摩擦阻力：ΔP=f*(L/D)*(ρV²/2)ΔP=0.04*(100/0.3)*(1000*2²/2)假设在水管中有一个半径为0.2m的弯头，根据公式可以计算出局部阻力：ΔP=K*(ρV²/2)ΔP=K*(1000*2²/2)综合计算整个管道系统的阻力损失，将摩擦阻力和局部阻力进行累加。

流体管道阻力计算公式管道阻力计算公式：R=(λ/D)*(ν^2*γ/2g)。

ν-流速(m/s)；λ-阻力系数；γ-密度(kg/m3)；D-管道直径(m)；P-压力(kgf/m2)；R-沿程摩擦阻力(kgf/m2)；L-管道长度(m)；g-重力加速度=9.8。

压力可以换算成Pa，方法如下：1帕=1/9.81(kgf/m2)。

管路内的流体阻力流体在管路中流动时的阻力可分为摩擦阻力和局部阻力两种。

摩擦阻力是流体流经一定管径的直管时，由于流体的内摩擦产生的阻力，又称为沿程阻力，以hf 表示。

局部阻力主要是由于流体流经管路中的管件、阀门以及管道截面的突然扩大或缩小等局部部位所引起的阻力，又称形体阻力，以hj表示。

流体在管道内流动时的总阻力为Σh=hf+hj。

拓展资料：流体阻力的类型如下：由于空气的粘性作用，物体表面会产生与物面相切的摩擦力，全部摩擦力的合力称为摩擦阻力。

与物面相垂直的气流压力合成的阻力称压差阻力。

在不考虑粘性和没有尾涡（见举力线理论）的条件下，亚声速流动中物体的压差阻力为零（见达朗伯佯谬）。

在实际流体中，粘性作用下不仅会产生摩擦阻力，而且会使物面压强分布与理想流体中的分布有别，并产生压差阻力。

对于具有良好流线形的物体，在未发生边界层分离的情形（见边界层），粘性引起的压差阻力比摩擦阻力小得多。

对于非流线形物体，边界层分离会造成很大的压差阻力，成为总阻力中的主要部分。

当机翼或其他物体产生举力时，在物体后面形成沿流动方向的尾涡，与这种尾涡有关的阻力称为诱导阻力，其数值大致与举力的平方成正比。

在跨声速（见跨声速流动）或超声速（见超声速流动）气流中会有激波产生，经过激波有机械能的损失，由此引起的阻力称为波阻，这是另一种形式的阻力。

作加速运动的物体会带动周围流体一起加速，产生一部分附加的阻力，通常用某个假想的附连质量与物体加速度的乘积表示。

船舶在水面上航行时会产生水波，与此有关的阻力称为兴波阻力。

第四节管道内的局部阻力及损失计算在实际的管路系统中，不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失，而且也存在有各种各样的其它管件，如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等，当流体流过这些管道的局部区域时，流速大小和方向被迫急剧地发生改变，因而出现流体质点的撞击，产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。

此时由于粘性的作用，流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换，从而阻碍着流体的运动。

这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失，其阻力称为局部阻力。

因此一般的管路系统中，既有沿程损失，又有局部损失。

4.4.1 局部损失的产生的原因及计算一、产生局部损失的原因产生局部损失的原因多种多样，而且十分复杂，因此很难概括全面。

这里结合几种常见的管道来说明。

（）（）图4.9 局部损失的原因对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。

进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到 2 截面处流体充满了整个管截面。

在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。

另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。

局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。

图4.9（）给出了弯曲管道的流动。

由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。

在管壁的外侧，压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。

综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。

当然在 1-2之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。

第四节管道内的局部阻力及损失计算在实际的管路系统中，不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失，而且也存在有各种各样的其它管件，如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等，当流体流过这些管道的局部区域时，流速大小和方向被迫急剧地发生改变，因而出现流体质点的撞击，产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。

此时由于粘性的作用，流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换，从而阻碍着流体的运动。

这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失，其阻力称为局部阻力。

因此一般的管路系统中，既有沿程损失，又有局部损失。

4.4.1 局部损失的产生的原因及计算一、产生局部损失的原因产生局部损失的原因多种多样，而且十分复杂，因此很难概括全面。

这里结合几种常见的管道来说明。

（）（）图4.9 局部损失的原因对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。

进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到 2 截面处流体充满了整个管截面。

在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。

另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。

局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。

图4.9（）给出了弯曲管道的流动。

由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。

在管壁的外侧，压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。

综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。

当然在 1-2之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。

第四节管道内的局部‎阻力及损失计‎算在实际的管路‎系统中，不但存在上一‎节所讲的在等‎截面直管中的‎沿程损失，而且也存在有‎各种各样的其‎它管件，如弯管、流道突然扩大‎或缩小、阀门、三通等，当流体流过这‎些管道的局部‎区域时，流速大小和方‎向被迫急剧地‎发生改变，因而出现流体‎质点的撞击，产生旋涡、二次流以及流‎动的分离及再‎附壁现象。

此时由于粘性‎的作用，流体质点间发‎生剧烈的摩擦‎和动量交换，从而阻碍着流‎体的运动。

这种在局部障‎碍物处产生的‎损失称为局部损失，其阻力称为局部‎阻力。

因此一般的管路系统中，既有沿程损失‎，又有局部损失‎。

4.4.1 局部损失的产‎生的原因及计‎算一、产生局部损失‎的原因产生局部损失‎的原因多种多‎样，而且十分复杂‎，因此很难概括‎全面。

这里结合几种‎常见的管道来‎说明。

（）（）图4.9 局部损失的原‎因对于突然扩张‎的管道，由于流体从小‎管道突然进入‎大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体‎惯性的作用，流体质点在突‎然扩张处不可‎能马上贴附于‎壁面，而是在拐角的‎尖点处离开了‎壁面，出现了一系列‎的旋涡。

进一步随着流‎体流动截面面‎积的不断的扩‎张，直到 2 截面处流体充‎满了整个管截‎面。

在拐角处由于‎流体微团相互‎之间的摩擦作‎用，使得一部分机‎械能不可逆的‎转换成热能，在流动过程中‎，不断地有微团‎被主流带走，同时也有微团‎补充到拐角区‎，这种流体微团‎的不断补充和‎带走，必然产生撞击‎、摩擦和质量交‎换，从而消耗一部‎分机械能。

另一方面，进入大管流体‎的流速必然重‎新分配，增加了流体的‎相对运动，并导致流体的‎进一步的摩擦‎和撞击。

局部损失就发‎生在旋涡开始‎到消失的一段‎距离上。

图4.9（）给出了弯曲管‎道的流动。

由于管道弯曲‎，流线会发生弯‎曲，流体在受到向‎心力的作用下‎，管壁外侧的压‎力高于内侧的‎压力。

在管壁的外侧‎，压强先增加而‎后减小，同时内侧的压‎强先减小后增‎加，这样流体在管‎内形成螺旋状‎的交替流动。

管路沿程阻力计算【原创实用版】目录一、引言二、管路沿程阻力的概念和计算方法1.概念2.计算方法三、管路局部阻力的概念和计算方法1.概念2.计算方法四、冷水机组冷却水系统的管路阻力分析1.系统概述2.沿程阻力和局部阻力的计算五、结论正文一、引言在暖通空调系统中，冷水机组冷却水系统的管路阻力计算是一项重要的工作。

合理的管路设计可以降低系统阻力，提高系统的工作效率，从而实现节能降耗。

本文将对冷水机组冷却水系统的管路沿程阻力和局部阻力进行分析和计算。

二、管路沿程阻力的概念和计算方法1.概念管路沿程阻力是指流体在管道中由于管道长度、粗糙度等因素造成的阻力。

沿程阻力的计算公式为：f = ΔP / (L / Q)其中，f 为沿程阻力，ΔP 为压力差，L 为管道长度，Q 为流量。

2.计算方法根据所给数据，冷却水系统的管道沿程阻力可计算如下：f = 50kPa / (100m / 1000kg/s) = 0.05 kPa·m三、管路局部阻力的概念和计算方法1.概念管路局部阻力是指流体在管道中由于管道直径变化、弯头、阀门等局部因素造成的阻力。

局部阻力的计算公式为：f = ΔP / (1 / 2 * γ * Q^2)其中，f 为局部阻力，ΔP 为压力差，γ为流体比热容比，Q 为流量。

2.计算方法根据所给数据，冷却水系统的管道局部阻力可计算如下：f = 150kPa / (1 / 2 * 4.186 * (1000kg/s)^2) = 0.036 kPa·m四、冷水机组冷却水系统的管路阻力分析1.系统概述冷水机组冷却水系统包括冷却塔、冷水机组和管道等组成部分。

系统工作时，冷却水从冷却塔进入冷水机组，经冷却塔底出口流出。

在这个过程中，冷却水需要克服管道的沿程阻力和局部阻力。

2.沿程阻力和局部阻力的计算根据上面的计算，冷却水系统的沿程阻力为 0.05 kPa·m，局部阻力为 0.036 kPa·m。

谈通风管道局部阻力计算方法胡宝林在通风除尘与气力输送系统中，管道的局部阻力主要在弯头、变径管、三通、阀门等管件和重杂物分离器、供料器、卸料器、除尘器等设备上产生。

由于管件形状和设备结构的不确定性以及局部阻力的复杂性，目前许多局部阻力系数还不能用公式进行计算，只能通过大量的实验测试阻力再推算阻力系数，并制成表格供设计者查询。

例如在棉花加工生产线上，常规的漏斗形重杂物分离器压损为300a P 左右，离心式籽棉卸料器压损为400a P 左右，这些都是实测数据，由于规格结构不同差异也会很大，所以仅供参考。

只有一些常见的形状或结构比较确定的管件及设备可通过公式计算阻力系数，例如弯头、旋风除尘器等。

局部阻力是管道阻力的重要组成部分，一个4R D = 90°弯头的阻力相当于2.5～6.5m 的直管沿程阻力。

由于涉及到局部阻力的管件种类繁多，不便一一列举，因此，本文以弯头等常用管件为例重点讨论在纯空气下和带料运行时的局部阻力系数的变化及局部阻力计算方法。

一、纯空气输送时局部阻力和系数 1、局部阻力当固体边界的形状、大小或者两者之一沿流程急剧变化，流体的流动速度分布就会发生变化，阻力大大增加，形成输送能量的损失，这种阻力称为局部阻力。

在产生局部损失的地方，由于主流与边界分离和漩涡的存在，质点间的摩擦和撞击加剧，因而产生的输送能量损失比同样长的直管道要大得多，局部阻力与物料的密度及速度的平方成正比，局部阻力计算公式：22j d H H ρυξξ=⋅=⋅式中：j H —局部阻力，a P ；ξ—局部阻力系数，实验取得或公式计算； d H —动压，a P ；ρ—空气密度，1.2053/kg m （20°℃）； υ—空气流速，/m s2、阻力系数阻力系数的确定有两种方法，一是查表法，二是公式法。

查表法：许多管件或设备都具有特殊的形状或结构，阻力系数难以用理论公式计算，只能通过测试阻力后再反推阻力系数。

为了便于查询和参考，通过大量的实验已经制成了查询表。