管道水力摩阻系數(shù)的計(jì)算

1、管道水力摩阻系數(shù)的計(jì)算管道水力摩阻系數(shù)的計(jì)算Черникин，ABЧерникин，AB：管道水力摩阻系數(shù)的計(jì)算管道水力摩阻系數(shù)的計(jì)算，油氣儲(chǔ)運(yùn)，1999，18（2）26～28。摘要介紹了計(jì)算水力摩阻系數(shù)λ的通用公式，在分析現(xiàn)有計(jì)算摩阻系數(shù)公式的基礎(chǔ)上，借助于專門的過渡函數(shù)，求出了新的通用式。推薦可實(shí)際應(yīng)用于管道水力計(jì)算的公式λ＝0.11［（Z＋ε＋C1.4）／（115C＋1）］1／4，該公式可完全避免確定液體流動(dòng)區(qū)域的程序，適用于任一

2、雷諾數(shù)Re和不同管子相對(duì)粗糙度ε，排除了由于自身連續(xù)性而導(dǎo)致不同區(qū)域邊界上λ數(shù)值不一致的情況。主題詞主題詞管道水力摩阻系數(shù)計(jì)算方程一、管道水力摩阻系數(shù)計(jì)算的改進(jìn)一、管道水力摩阻系數(shù)計(jì)算的改進(jìn)完善各種管道(原油管道、天然氣管道、水管道等)的水力計(jì)算，可以通過提高計(jì)算精度或使計(jì)算公式通用化等途徑來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行水力計(jì)算所需重要參數(shù)之一，便是水力摩阻系數(shù)λ，一般情況下它是以下兩個(gè)參數(shù)的函數(shù)：雷諾數(shù)Re和管子相對(duì)粗糙度ε。依據(jù)這些參數(shù)的數(shù)值，管道內(nèi)

3、流體流動(dòng)劃分為不同區(qū)域(狀態(tài))，對(duì)于每個(gè)區(qū)域都有計(jì)算λ的公式，以及確定區(qū)域邊界的所謂雷諾數(shù)過渡值。在分析現(xiàn)有計(jì)算系數(shù)λ的公式和尋求通用計(jì)算式的基礎(chǔ)上，借助專門的過渡函數(shù)，求得以下形式新的通式：（1）這一公式覆蓋所有的流動(dòng)區(qū)域，即在管輸液體和氣體介質(zhì)時(shí)，用于計(jì)算任一Re和ε時(shí)的λ。公式中的參量具有如下數(shù)值：對(duì)于液體，α＝0.11，C＝1.4，γ＝68／Re，A＝（28γ）10，B＝115，n＝4；對(duì)于氣體介質(zhì)，α＝0.077，C＝1.5，

4、γ＝79／Re，A＝（25γ）10，B＝76，n＝5。比較式(1)和常用的斯托克斯公式、Aльтшуль公式、俄羅斯天然氣科學(xué)研究院公式(做為特例，針對(duì)不同流動(dòng)區(qū)域，由式(1)很容易求得這些公式)計(jì)算λ的結(jié)果，它們完全吻合。最大的偏差(不超過1.7%)發(fā)生在層流與湍流過渡區(qū)邊界上。在其它情況下，偏差甚小。與此同時(shí)，在水力學(xué)研究中，力圖建立所謂萬能的或通用的公式，可以立刻描述不同區(qū)域λ的變化。這種類型最為成功的表達(dá)式之一，就是1939年推

5、薦的K.柯里布盧克公式，它適用于整個(gè)湍流區(qū)，并且做為管道水力計(jì)算的基本公式被世界許多國家采用。在不同的年代，前蘇聯(lián)的研究工作者(Исаев，ИА，Адамов，ГА，Френкель，НЗ，Черникин，ВИ，Фнлоненко，ГК，Левин，СР等)推薦了通用公式，其中用于湍流所有區(qū)域的Альтшуль，АД公式得到了最廣泛的應(yīng)用。λT＝0.11（Z＋ε）0.25（5）式中λT——液體湍流狀態(tài)下的水力摩阻系數(shù)；Z＝68／Re。

6、更加通用的，同時(shí)覆蓋液體流動(dòng)所有可能區(qū)域的公式，在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中還沒有。下面，提出一種建立λ系數(shù)唯一計(jì)算式的方法，該計(jì)算式將不同流態(tài)的基本公式綜合起來，構(gòu)成以下表達(dá)式：（6）λЛ＝64／Re（ДжГ斯托克斯公式）（7）式中λЛ——液體層流狀態(tài)下的水力摩阻系數(shù)；F（Re）——取決于雷諾數(shù)的某一過渡函數(shù)。在工程計(jì)算中，當(dāng)Re≤2000時(shí)，管道中液體的運(yùn)動(dòng)處于層流；而當(dāng)Re≥4000時(shí)，則管道中液體的運(yùn)動(dòng)為湍流。在過渡區(qū)或所謂過渡邊界湍流區(qū)(2