计算流体力学课程作业
作业题目：
学生姓名：
沿程损失阻力系数的 FLUENT数值模拟
易鹏
动力工程及工程热物理12级
机械与运载工程学院
学生学号： 专业年级： 学院名称：
2012年5月2日
沿程损失阻力系数的 FLUENT数值模拟
一、 引言
沿程损失（pipeline friction loss）是指管道内径不变的情况下，管内流体流过一段距离后的水头损失。其中边界对水流的阻力是产生水头损失的外因，液体的粘滞性是产生水头损失的内因，也是根
lv2本原因。沿程能量损失的计算公式是：hf=λ。其中：l为管长，?d2gv2为沿程损失系数，d为管道内径，为单位重力流体的动压头（速度
2g水头），v为流体的运动粘度系数。粘性流体在管道中流动时，呈现出两种流动状态，管道中的流速v?vcr(vcr为层流向湍流转变的临界流速)为层流，此时整个流场呈一簇互相平行的流线。则v?vcr时为湍流，流场中的流体质点作复杂的无规则的运动。沿程损失与流动状态有关，故计算各种流体通道的沿程损失，必须首先判别流体的流动状态。
沿程损失能量损失的计算公式由带粘性的伯努利方程
v12p1v22p2++z1=++z2+hf推出，可知，h=P1-P2 其中：
f2gρg2gρgρgv2 ——单位质量流体的动能（速度水头）。流体静止时为0。 2g——单位质量流体的势能（位置水头）。 zpρg——单位质量流体的压力能（压强水头）。
1
ΔpL=λ ，计算出达西摩擦因子又由量纲分析的?定理，得出 1dρV222LVμVd2Δpdh=λλ=,由于Re=，ν=，则λ=f(Red)。 2， 则fρνD2gLρV关于沿程损失最著名的是尼古拉茨在1932～ 1933年问所做的实验(右图为实验装置图)。其测得曲线如图1，从此得出了几个重要结论：
1．层流区 Re＜2320为层流区。在该区域内，管壁的相对粗糙度对沿程损失系数没有影响。
2．过渡区 2320＜Re＜4000为由层流向湍流的转换区，可能是层流，也可能是湍流，实验数据分散，无一定规律。
3．湍流光滑管区 4000＜Re＜26．98（d/ε）8/7，为湍流光滑管区。勃拉修斯（p.Blasius）1911年用解析方法证明了该区沿程损失系数与相对粗糙度无关，只与雷诺数有关，并借助量纲分析得出了4×10e3＜Re＜10e5范围内的勃拉休斯的计算公式为
0.3164??0.25
Re 2
沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟(计算流体力学作业)
