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流体在管道中对流动规律——流动能量损失的确定流体流动时会产生能量损失，只有知道流体流动过程的能量损失，才能用柏努利方程解决流体输送中的实际问题。
流体流动过程的能量损失一般简称为流体阻力。
一、流体阻力的产生原因1．黏度理想流体在流动时不会产生流体阻力，因为理想流体是没有黏性的，实际流体流动时会产生流体阻力，是因为实际流体有黏性。
流体的黏性是流体流动时产生能力损失的根本原因，而流体层与层之间、流体和壁面之间的相对运动是产生内磨擦阻力，引起能量损失的必要条件。
流体黏性的大小用黏度来表示，其数值越大，在同样的流动条件下，流体阻力就会越大。
流体黏度的定义为：两层流体之间单位面积上的内磨擦与速度梯度为之比，用符号μ表示，其单位是：Pa ·s液体的黏度随温度升高减小，气体的黏度则随温度升高而增大。
压力变化时，液体的黏度基本不变；气体的黏度随压力的增加而增加得很少，在一般工程计算中可忽略，只有在极高或极低的压力下，才需要考虑压力对气体黏度的影响。
某些常用流体的黏度，可以从有关手册中查得。
流体流动时产生的能量损失除了与流体的黏性、流动距离有关外，还取决于管内流体的流速等因素。
流速对能量损失的影响与流体在流道内的流动形态有关。
2．流体的流动型态1883年著名的科学家雷诺用实验揭示了流体流动的两种截然不同的流动型态。
实验装置：图1-36，在1个透明的水箱内，水面下部安装1根带有喇叭形进口的玻璃管，管的下游装有阀门以便调节管内水的流速。
水箱的液面依靠控制进水管的进水和水箱上部的溢流管出水维持不变。
喇叭形进口处中心有一针形小管，有色液体由针管流出，有色液体的密度与水的密度几乎相同。
实验现象：①当玻璃管内水的流速较小时,管中心有色液体不扩散，呈现一根平稳的细线流,沿玻璃管的轴线向前流动（如图1-36(a）所示）。
②随着水的流速增大至某个值后，有色液体的细线开始抖动，弯曲，呈现波浪形（如图1-36（b）所示）。
③速度增大到一定程度后，有色液体的细线扩散，使管内水的颜色均匀一致（如图1-36（c ）所示）。
公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-工程流体力学及泵与风机-3.3流动阻力和能量损失[单选题]1.紊流阻力包括有()。
[2018年真题]A.黏性切应力B.惯性切应力C（江南博哥）.黏性切应力或惯性切应力D.黏性切应力和惯性切应力正确答案：D参考解析：流动呈现什么流态，取决于扰动的惯性作用与黏性的稳定作用的相对强弱。
层流各流层间互不掺混，只存在黏性引起的各流层间的滑动摩擦阻力；紊流时则有大小不等的涡体动荡于各流层间。
因此紊流阻力除了存在黏性阻力，还存在着由于质点掺混、互相碰撞所造成的惯性阻力。
因此，紊流阻力包括有黏性切应力和惯性切应力。
[单选题]2.变直径圆管，前段直径d1＝30mm，雷诺数为3000，后段直径变为d2＝60mm，则后段圆管中的雷诺数为()。
[2012年真题]A.1000B.1500C.2000D.3000正确答案：B参考解析：连续性方程的公式为：A1v1＝A2v2。
由题意可得，d1/d2＝30/60＝1/2，则v2/v1＝A1/A2＝（d1/d2）2＝1/4。
雷诺数Re＝vd/υ，则Re2/Re1＝（v2/v1）（d2ub>/d1）＝（1/4）×2＝1/2。
因此，后段圆管中的雷诺数Re2＝Re1/2＝3000/2＝1500。
[单选题]3.一管径d＝32mm的水管，水温t＝10℃，此时水的运动粘度系数ν＝1.31×10－6m2/s，如果管中水的流速为2m/s，则管中水的流态为()。
[2019年真题]A.层流B.均匀流C.层流向紊流的过渡区D.紊流正确答案：D参考解析：雷诺数作为判别流体的流态的准则，管内流动以临界雷诺数Re＝vd/ν＝2000为界限：①当雷诺数Re＝vd/ν≤2000时，流态为层流；②当雷诺数Re＝2000～4000时，流态属于由层流向紊流的过渡过程；③雷诺数Re＞4000时，流态为紊流。
当该管雷诺数Re＝2×0.032/（1.31×10－6）＝48855＞4000，因此管中的流态为紊流。
流体流动过程中能量损失和管道计算摩擦损失是由于流体与管道壁面的摩擦而产生的能量损失。
流体在管道中流动时，与管道壁面发生摩擦，使得流体的动能转化为内能和热能，从而使流体的总能量逐渐减少。
根据流体力学的基本方程，可以推导出摩擦损失的计算公式。
其中，流体的粘性、管道内径和长度、管壁的光滑程度等因素都会影响摩擦损失的大小。
局部阻力是由于管道中存在的凸起、弯曲、收缩等不规则形状所导致的能量损失。
这些不规则形状会使流体的流速产生变化，从而导致流体的能量损失。
局部阻力可以通过流量系数来表示，通过实验和经验公式可以估算出不同形状的局部阻力系数。
除了摩擦损失和局部阻力外，流体流动过程中还会发生一些其他的能量损失，例如流体受到的外力、液体的汽蚀和气蚀等。
这些能量损失的计算通常需要根据具体情况进行分析和估算。
管道计算是指根据流体的流量、压力、温度等参数，计算流体在管道中的流速、压力损失、温度变化等相关参数的过程。
在管道计算中，需要考虑流体的物性参数、管道的几何形状、流动条件和所需的精度等因素。
管道计算通常包括流速计算、压力损失计算和温度变化计算。
流速计算可以根据流量和管道截面积的关系得出流速值。
在压力损失计算中，需要考虑管道长度、流体的粘性、流过的局部阻力等因素，可以通过经验公式和流体力学的基本方程进行计算。
而温度变化计算则需要综合考虑流体的物性参数、管道的材料热传导性能等因素，可以使用简单的热传导方程进行计算。
综上所述，流体流动过程中能量损失和管道计算是流体力学中的重要内容。
通过对流体的摩擦损失、局部阻力以及其他能量损失的分析，可以对流体流动过程中的能量变化进行评估。
同时，通过管道计算可以得出流体在不同条件下的流速、压力损失和温度变化等参数，为工程设计和实际应用提供重要参考。
