流体流动时出口阻力的两种考虑方法

　　在工业生产中常将流体(气体和液体的总称)通过管道从一处输送至另一处,绝大多数情况下需要一定能力的输送设备,例如,泵,它能给流体提供一定的能量使流体在流动过程中克服各种阻力,包括直管阻力和各局部位置如阀门、弯头、进口、出口等产生的局部阻力,而到达输送目的地,并满足所需的高度、压力等工艺条件要求。而输送设备的能力即功率大小直接关系着流体输送终端的压力、高度等是否符合设计要求,必须仔细计算。

　　输送流体所需设备的功率大小可根据能量守恒定律,运用流体流动时的能量之间变化关系即柏努利方程式, gz1+来计算确定,从而得到输送设备对1kg流体从1—1截面流至2—2截面时所做的有效功为:

　　其中: gz1、gz2——表示1kg流体分别在1—1、2—2截面处的位能J/kg;

　　——表示1kg流体分别在1—1、2—2截面处的动能;

　　——表示1kg流体分别在1—1、2—2截面处的静压能;

　　hf——表示1kg流体从1—1流至2—2截面时消耗的能量;

　　We——表示1kg流体从1—1流至2—2截面时从外界获得的能量,也等于输送设备给1kg流体提供的有效能量;

　　输送设备的轴功率为:

　　其中: N轴——表示输送设备的轴功率,单位为J/S=W(瓦);

　　Ws——流体流动时的质量流量　单位为kg/s;

　　η——输送设备的效率。

　　通常根据管系情况及输送工艺条件的要求, z1、z2、u1、u2、p1、p2均可确定,若被输送流体的种类已知,则流体密度ρ即可确定,因此要计算We关键在于确定hf,即流体从上游1—1截面位置流动至下游2—2截面位置期间的能量损失大小,其中包括流体从1—1截面流至2—2截面时所有的直管阻力和局部阻力,而直管阻力可用公式——阻力系数　l——直管长度m　　d——管子直径m　　u——流体在管内流动的速度m/s,并根据管道情况(圆管、非圆管)和流体流动类型等不同情况进行计算,局部阻力计算有两种方法,即当量长度法和阻力系数法,其公式是hf局部=λ当量长度m和hf局部=ξ·局部阻力系数,在计算过程中根据不同的已知条件可选用不同的方法来计算,而在总局部阻力的计算中关键是要将流体从1—1截面至2—2截面之间所有局部位置产生的阻力考虑全面并准确计算,若在计算过程中漏掉了任何一部分局部阻力,那将最终影响We的计算及输送设备功率的确定,从而影响输送所要求的基本参数,对生产过程造成一定的影响。

　　若要能全面准确地计算局部阻力hf,必须认真分析管系情况和流体的流动状况,不放过任何一个小小的影响因素,而在所有局部阻力的计算中出口阻力是不容忽视的问题,具体有两种考虑方法: