管道截面突变处的局部阻力系数

不可压紊流流经管道截面突变处，截面积之比和流速分布不均匀性对局部阻力系数有影响。流速分布符合幂次律。利用流体流过管道截面突变处的动量变化和能量变化。求出了损失的能量，从而得出管道截面突然扩大处的局部阻力系数ξ＿１；仿照计算ξ＿１的关系式，给出了管道截面突然缩小处的局部阻力系数ξ＿２。从计算结果来看，当小直径截面的雷诺数大于２×１０￣（６）时，计算管道截面突然扩大处的局部阻力系数ξ＿１，速度分布可作为均匀分布来处理；当小直径截面的雷诺数大于７３００时，计算管道截面突然缩小处的局部阻力系数ξ＿２，速度分布可作为均匀分布来处理。理论计算与实验结果对比表明，两者之差平均不超过０．０６。所以本文给出计算管道截面突变处的局部阻力系数的关系式是可行的。     

关于管路突然扩大局部阻力系数的研究

在管路设计中 ,经常遇到局部阻力系数的确定。突然扩大局部阻力系数是通过理论确定的 ,通过对三种突扩情况下的局部阻力系数的实验研究 ,结果发现突扩阻力系数不但与两过流断面有关 ,而且还和流速有关。通过实验研究 ,确定了突扩阻力系数与流速及过流断面之间的关系     

台山核电厂引水隧洞进出水口阻力特性试验研究

结合台山核电厂输水系统工程,通过物理模型试验研究了引水隧洞不同粗糙度对进、出口段局部水头损失的影响规律。模型采用重力相似设计,比尺1∶18.9。在试验过程中,通过不断加大流量来改变模型水流雷诺数,依次得到不同糙率下的局部阻力系数随雷诺数变化曲线。局部阻力系数随雷诺数的增加而减小,其减小率随雷诺数的增加而下降,当雷诺数大于某临界值时,局部阻力系数逐渐趋于常数,说明水流进入阻力平方区,由此得到稳定后的局部阻力系数值。结果表明:不同粗糙度情况下,隧洞进、出口的局部阻力系数值变化明显,边壁粗糙度较大时,水流边界层受边壁绝对粗糙度影响,水流脉动跳跃离开边壁形成较大的涡流运动,水流能量耗散加强,对水流的阻力随之增大;局部阻力系数不仅与形状有关,还与隧洞的粗糙度有关,粗糙度越大,局部阻力系数越大,对于该项目,粗糙管比光滑管进口段局部阻力系数加大约45%,出口段局部阻力系数加大约56%。研究成果为实际工程输水系统设计提供了依据。     

山地灌溉管道含气囊运动的水力特性研究

采用直径75 mm的PVC给水管,建立了山地灌溉管道模型,对有压灌溉管道中凸起管段气囊运动的水力特性进行研究。试验中改变管道中流量,观察管道凸起部位气囊运动情况;通过量测流量、管道动水压强,分析了雷诺数与管道凸起处135°弯头局部阻力系数的关系。结果表明:①随着管道输水流量减小,管道突起部位气囊体积扩大,气囊对管道水流阻力增大;②随着雷诺数增大,管道凸起管段135°弯头局部阻力系数减小,雷诺数小于2.0×104时,局部阻力系数随雷诺数增大而迅速减小,最后趋于稳定。     

弯管局部阻力系数的试验研究

本文以重要形变件——弯管局部阻力系数的研究成果为例，说明现有形变件局部阻力系数取值存在的问题及开展局部阻力系数研究的紧迫性。文章论述了形变件模型试验的相似性、局部阻力系数的测量定义；讨论了弯管局部阻力系数的影响因素及其影响规律；指出局部阻力系数可以在远低于沿程摩擦阻力系数“阻力平方区”的雷诺数时趋于恒定值；解释了管内壁粗糙度影响弯管局部阻力系数的原因；推荐了常用的圆弧弯管、多片组合弯管(虾米弯)局部阻力系数经验公式。文中所提出的有关数据、曲线和经验公式已经技术鉴定，可直接在指明的水力条件下使用。     

管道突然扩大局部阻力系数初探

在管道设计中 ,经常遇到局部阻力系数确定的问题。突然扩大局部阻力系数ξ1=1 - A1 / A2 2是通过理论确定的。通过对三种 A1 / A2 情况下的局部阻力系数的实验研究 ,结果发现ξ不但与两过流断面有关 ,而且还和流速有关。通过实验研究 ,确定了ξ1 与流速 v1 及A1 / A2 之间的关系 ,在设计中 ,只要根据设计流速 v1 与 A1 / A2 就可以采用相应的ξ1 进行管道的水力计算     

突然缩小圆管局部水头损失系数试验研究

管网布置及设计中,局部损失的计算非常重要,但由于其影响因素多,目前常采用经验值简化计算,误差较大。突然缩小圆管是一种常见的管道连接方式,对其局部阻力系数影响因素进行试验研究具有重要的意义。通过对一定水头时不同突缩比塑料圆管的局部水头损失试验,测定了管道的流量、水温、测压管水头,分析研究了局部阻力系数与流速、管径及温度之...     

城市污水类非牛顿幂律湍流流动特性研究

城市污水的流动特性是其作为冷热源应用的关键问题。基于非牛顿流的切应力本构式、卡门对数分布与尼古拉兹实验,推导了速度分布、阻力系数与平均速度及雷诺准则的关系式,定义了特征雷诺数、特征广义雷诺数及其表达式,分析给出了层流、紊流的临界雷诺数,临界特征广义雷诺数为215。以特征广义雷诺数得到了阻力系数的理论曲线,对比了理论曲线与实验曲线及其与清水阻力曲线。以特征雷诺数表征的阻力系数与牛顿流体一致,阻力系数的理论与实验曲线吻合,为清水的400％以上。     

PVC连接弯头的水力特性数值模拟

为了研究PVC弯头的局部阻力和水流流态特征,对DN50和DN75两种PVC承插式90°弯头的水流特性利用CFD中的fluent软件进行了数值模拟,结果表明:不同管径弯头的局部阻力系数与雷诺数的关系曲线的变化趋势基本一致,压力在弯头拐角外侧压力最大,在下游管段内侧靠近弯头的位置压力最小。     

管路突然扩大时局部水头损失的数值模拟

选取了Spalart-Allmaras湍流模型,对Re＜5500时管路中突然扩大的局部水头损失进行了数值模拟.计算结果表明:模拟得到的测压管水头与试验值吻合较好,用断面平均速度计算速度水头时,若取动能修正系数为1.0,则会使局部水头损失的计算值较实际值偏小,速度水头计算方法的影响远大于突然扩大管路的沿程损失对局部水头损失系数的影响.     

自由流场二维圆柱阻力系数数值模拟

利用FLUENT软件模拟了自由流场中二维圆柱在不同雷诺数条件下所产生的阻力系数。当雷诺数小于100时,采用层流模型进行模拟;当雷诺数介于200和100 000之间时,利用剪应力传递SSTk-ω模型来研究流速场随时间的变化。经比较k-ε模型和SSTk-ω模型的计算结果表明:阻力系数计算值和实验值吻合良好,当雷诺数大于100时,SSTk-ε模型可以比k-ε模型更好地预测阻力系数;但当雷诺数超过5 000时,k-ε模型不再适用。     

复式河槽平均局部阻力系数的研究

研究了SKM法中的平均局部阻力系数,将复式河槽分为4个区域,运用SERS-FCF系列试验资料对各区平均局部阻力系数之间的关系进行了探求。研究发现滩地平均局部阻力系数与相对水深呈乘幂关系,主槽区与滩地区平均阻力系数之比与相对水深可用二次函数表示,主槽、滩地边坡可用主槽区和滩地平均阻力系数表示。滩地平均局部阻力系数与达西阻力系数符合线性关系,而主槽两值之比与相对水深满足对数分布。用平均局部阻力系数推求断面总过流量发现计算值偏大,经过修正后发现计算值与实测值吻合较好。     

深埋长距离有压输水隧洞检修通风局部阻力特性研究

深埋长距离有压输水隧洞检修过程中利用隧洞顶部的风管向隧洞内部送风,风管与隧洞形成局部三通结构,存在较大局部阻力损失。为了研究输水隧洞局部三通结构处的风流运动规律及其局部阻力特性,基于计算流体动力学理论与数值模拟方法,开展该局部三通结构的阻力特性研究,分析风管管径、风管数量、出风口风速和隧洞洞径等因素对局部阻力系数的影响规律。研究结果表明：局部阻力系数随着风管管径、风管数量的增加接近线性趋势降低,随着隧洞洞径的增加接近线性趋势增加,随风速变化呈现先下降后上升的趋势,其中风管管径和出风口风速为局部阻力系数的主要影响因素;采用多因素回归分析方法,得到通风局部阻力系数计算公式,为深埋长距离有压输水隧洞检修通风局部阻力系数计算和通风方案设计提供参考。     

Kelvin源求解船行波及其在总阻力估算上的应用

针对船行波与船体总阻力预报,采用Kelvin源格林函数的远场波动项及其偏导数在水平线段上的解析积分公式计算Wigley船型、S60船型的兴波问题和船体表面速度分布。基于兴波问题所得的速度分布计算船体面元的局部雷诺数和摩擦阻力系数,又根据巴普米尔经验公式估算黏压阻力系数从而进一步求解船舶总阻力系数,对比该文方法所得的船舶总阻力系数和实验测量数据,证明该文的方法可以准确高效地计算船舶总阻力。     

管道突然扩大局部阻力系数初探

在管道设计中，经常遇中部阻力系数确定的问题。突然扩大局部阻力系数ε１＝（１－Ａ１／Ａ２）＾２是通 。通过对三种Ａ１／Ａ２情况下的局部阻力的实验研究，结果发现ε不但与两过渡以断面有关，而且还和流速有关。通过实验研究，确定了ε１与流速Ｖ１及Ａ１／Ａ２之间的关系，在设计只要设计速Ｖ１与Ａ１２／Ａ２就可能采用相应的ε１进行管的水力计算。     

复式河槽平均局部阻力系数的研究

研究了SKM法中的平均局部阻力系数,将复式河槽分为4个区域,运用SERS—FCF系列试验资料对各区平均局部阻力系数之间的关系进行了探求.研究发现滩地平均局部阻力系数与相对水深呈乘幂关系,主槽区与滩地区平均阻力系数之比与相对水深可用二次函数表示,主槽、滩地边坡可用主槽区和滩地平均阻力系数表示.滩地平均局部阻力系数与达西阻力系数符合线性关系,而主槽两值之比与相对水深满足对数分布.用平均局部阻力系数推求断面总过流量发现计算值偏大,经过修正后发现计算值与实测值吻合较好.     

分散输水系统船闸出水孔段廊道的水工模型缩尺影响

对已有的船闸出水孔段廊道的模型试验及原型观测资料进行了对比分析后 ,指出该段廊道的阻力系数 ,除沿程摩阻损失可按糙率及雷诺数进行校正外 ,其余均属局部阻力性质 .在廊道雷诺数达到 5× 1 0 4 后 ,基本上不存在模型缩尺影响     

喷气推进航行体空泡流的尺度效应研究

基于Reynolds平均N-S方程和Mixture模型,耦合自然空化模型,运用气、汽、液多相空泡流动的数值模拟方法,模拟了水下航行体自然空泡和尾部燃气射流发展的非定常过程。对于六种模型尺度,计算分析了自然空泡和燃气射流的尺度效应。计算结果表明:随着模型尺度减小,相应的雷诺数也缩小,水流紊动减弱,空泡的脱体点后移,航行体头部低压区范围减小,导致压差阻力系数增大。同时,雷诺数越小意味着黏性力影响越显著,相应的黏性阻力系数增大。模型缩尺对于尾部燃气射流的发展影响较小,不同尺度模型的马赫数分布与阻力系数分布基本相同。     

表面活性剂减阻流体传热与阻力关系试验研究

针对在水中添加表面活性剂可以出现阻力系数减少而同时传热性能发生变化的现象，采用测压差装置和热电偶测温系统分别对二维流道内不同的减阻流体的减阻性能、传热性能进行了试验，研究了浓度、配比、雷诺数和热流密度对减阻流体传热与阻力系数之比值的影响。结果表明，表面活性剂减阻流体的传热系数考尔朋（Colburn）因子与阻力系数之比和水的情况有较大的差异；当减阻流体的减阻率稳定时，随着雷诺数的增大，考尔朋恩因子与阻力系数比值缓慢下降；达到临界雷诺数后，考尔朋因子与阻力系数之比值波动较大，并且比值迅速增大到接近没有添加减阻剂的水平。     

充分发展管流中环塞的局部阻力特性

准确评价流动横截面积突变管件的局部阻力对提高管路系统构筑的经济性意义重大。为揭示 圆管充分发展流中的一个局部突缩元件的阻力特性,实验测试了不同长径比和孔径比的内置环塞在充 分发展管流中的局部阻力。实验结果表明:在孔径比一定的条件下,环塞的轴向长度较小时,局部阻力 较大;而当环塞轴向长度较大时,局部阻力较小。环塞轴向长度一定时,孔径比加大,局部阻力减小;孔 径比减小,局部阻力增大。对两环塞的阻力系数不产生影响的最小塞间距,随孔径比减小而增大。通过 植入环塞内壁的绒毛随流摆动实验说明,孔径比的减小将使塞内流动的附壁长度增加。由流动分离后 缩颈程度及呈现位置变化的分离流分析,解释了环塞的上述局部阻力特性。