关于直管阻力系数的研究

　　直管摩擦阻力系数在食品、轻工、化工等工业管路的设计中具有重要的意义，在目前的食品、轻工、化工等专业的高校教材以及化工设计手册中关于直管 摩擦阻力系数的计算公式通常应用的 Re 范围较宽，这样对于具体应用来讲会带来较大的误差，针对这一问题我们对 λ 与 Re 的关系进行了较深入的研究，获得 λ 与 Re 之间的系列公式。

　　1 设备与方法

　　1.1 设备

　　实验系统流程示意图，见图 1。

　　实验中被测直管段，采用不锈钢光滑管;压差传感器，型号：LXWY;数显表，型号：PD139;离心泵，型号 WB70/055;流量测量，采用涡轮流量计，仪表常数为 78.275 S/L。

　　1.2 实验方法

　　水泵将储水箱中的水抽出，送入实验系统，经 7(涡轮流量计)、15(玻璃转子流量计)测量流量，然后送入 12(被测直管段)测量流体流动的阻力，经回流管流回储水槽。12(被测直管段)流体流动阻力 P可根据其数值大小分别采用差压变送器(图中没有标出)或空气—水倒置U型管(图中没有标出)来测量。

　　2 结果与分析

　　应用 π 定理可得：

　　方程中的 λ 和 Re 的计算采用如下方法：

　　在被测直管段的两取压口之间列柏努利方程式，可得：

　　测得一系列流量下的 Pf之后，根据式(1)，(3)计算出不同流速下的λ值。用式(4)计算出 Re 值，从而整理出λ-Re 之间的关系。实验结果见表 1。

　　3 结论

　　利用对数坐标建立曲线方程，得如下方程：

　　当 0<Re<2×103时，得

　　当3<Re< 2.5×104时，得：

　　当 2.5×104<Re<3.0×105时，得：

　　上述公式适用于内壁较为光滑的不锈钢管，应用以上公式对直管摩擦阻力系数的计算较为准确，公式的形式较为简捷，在食品、轻工、化工等工业管路的设计中具有重要的意义。

　　参考文献(略)

　　本文作者：吴大伟，张建华，张成林