什么是小型头部损失 - 本地损失 - 定义

小水头损失是指各种液压元件的局部压力损失或压力下降,如弯管、配件、阀门、弯头、三通或加热通道。优德app热能工程
液压头

一般来说,液压头或者总部是一个衡量标准潜在的在测量点处的液体。它可用于确定两个或多个点之间的液压梯度。
Bernoulli定理 - 方程式

在流体优德体育w88官网手机版动力学,头部是将不可压缩液体中的能量相关的概念等效静态柱的高度那种液体。所有不同形式的能量的单位88top优德官网中文版 也可以测量单位的距离因此,这些术语有时被称为“头部”(压头,速度头和高度头)。头部也被定义为泵。这个头通常被称为静态头并且代表了这一点最大高度(压力)它可以提供。因此,所有泵的特征通常可以从其读取Q-H曲线(流量 - 高度)。

有四种类型的潜力(头):

  • 压力电位-压力头:压力头表示其重量相当于流体压力的液体的流动能量。压头ρw:假定与压力无关的水的密度
  • 海拔潜力 - 海拔头:升降头代表由于其高于参考水平的升高而流体的潜在能量。海拔的头
  • 动力学潜力 - 动力学头:动力学头代表流体的动能。如果将所有动能转换为潜在能量,则流动的流体在柱中升高的高度。动压头

液体的高度,动力学头和压力头的总和称为总头。因此,伯努利的公式指出,流体的总头是恒定的。

总水头

考虑一种含有理想流体的管道。如果该管道经历直径逐渐膨胀,则连续性方程告诉我们那是管道直径增加,流速一定会减小为了保持相同的质量流速。由于出口速度小于入口速度,因此流动的动力学头必须从入口到出口的入口减小。如果高度头部没有变化(管道呈水平),则必须通过增加压头的增加来补偿动力学头的减小。

头部损失分类
的压头损失对于一个管,管或管道系统,它与直管或管道中产生的相同,直管或管道的长度等于原始系统中的管道加上系统中所有部件的等效长度之和。

可以看出,管道系统的头部损失分为两个主要类别“重大损失“与每长时间的能量损失相关联,”轻微的损失“与弯曲,配件,阀门等相关

  • 主要的水头损失-由于管道和管道的摩擦。
  • 轻微的压头损失-由于组件如阀门,配件,弯头和三通。

水头损失可以表示为:

h失利=Σhmajor_losses+Σhminor_losses.

小头部损失 - 地方损失

在工业中,任何管道系统都包含不同的技术元素弯曲,配件,阀门或加热通道。这些额外的组件加入整体头部损失系统。这种损失通常被称为轻微的损失,虽然他们经常占了一部分的主要部分压头损失。对于较短的管道系统,有较多的弯头和配件,轻微的损失很容易超过重大损失(特别是在部分闭合的阀门,可能导致比长管更大的压力损失,实际上当阀门关闭或接近关闭时,小损失是无限的)。

小损失通常是通过实验衡量的。尤其是阀门,尤其是阀门的数据有所依赖于特定的制造商的设计。

像管道摩擦一样,小损失是r大致与流量的平方成正比因此,它们可以轻松集成到达西-韦史巴赫方程K是管道长度内的所有损失系数的总和,每一项都构成了总水头损失。小水头损失-方程

几种方法如何计算配件、弯头和弯头的水头损失。在下一节中,将按照从最简单到最复杂的顺序对这些方法进行总结。

压力损耗系数 - PLC
有时,工程师使用压力损失系数,PLC)。注意到K或ξ(发音为“xi”)。该系数表征某一液压系统的压力损失或液压系统的一部分。它可以在液压环中轻松测量。可以为直线管道定义或测量压力损失系数,特别是为本地(小)的损失

PLC  - 压力损耗系数 - 方程式

示例 - 压力损失系数

等效长度方法

等效长度法(L.e/ d方法)允许用户通过肘部或装配来描述压力损失直管长度

该方法基于观察,即主要损失也与之成比例速度头(v2/ 2g.)。

等效长度的方法

L.e/ d方法简单地增加了乘法因子达西-韦史巴赫方程(即。ƒ.L/ D.)由一段直管(即le)所产生的压力损失相当于配件的损失,因此称为“等效长度”。因此乘数变成ƒ(L + Le) / D因此,系统压力损失的计算公式为:

等同的长度[/ lgc_column]

等效长度表。阀门。弯头。弯头所有配件,肘部,发球部,可以总结一个总长度,从该长度计算的压力损失。这是通过实验发现的如果给定类型拟合的一系列大小的等效长度除以直径配件几乎恒定的比例(即le/ d)获得。等效长度方法的优点是单个数据值足够覆盖所有尺寸的拟合,因此,表的等效长度数据是相对容易的。表中列出了一些典型的等效长度。

参见:管道尺寸和流量计算软件

电阻系数法 - K法 - 超出头

k值表 - 阀门,肘部,弯曲阻力系数法(或k法,或过剩水头法)允许用户描述压力损失通过肘部或贴合无量纲数字 - k。这种无量纲数(k)可以纳入其中达西-韦史巴赫方程以一种非常相似的方式与等效长度方法。在这种情况下,在这种情况下,无量纲数(k)用于表征配件而不将其连接到管道的性质的情况下,而不是在这种情况下表征拟合。

k值代表的倍数速度头这将被通过装配的流体丢失。因此,用于计算液压元件压力损失的方程是:
增殖系数粘度值的方法因此,整个液压系统压力损失计算的等式是:
K值 - 头部损失
k值可以表征为不同的流动制度(即根据雷诺数),这就使得它比等效长度法更精确。

计算管件压力损失的方法有几种更复杂并且更准确的:

  • 2K方法。2K方法是Hooper B.W.开发的一种预测弯头、阀门或三通水头损失的技术。2K法是对过剩水头法的改进,它体现了压力损失的变化不同的雷诺数。2-K方法在其他方法中有利的是层流区域2 k的方法
  • 3 k法。3K方法(1999年的Ron Darby)进一步提高了压力损失计算的准确性,还通过表征几何比例变化随着其尺寸的变化而拟合。这使得3K方法特别是准确为具有大配件的系统3K方法

简介:

  • 液压系统的头部损耗分为两个主要类别:
  • 一个达西方程式的特殊形式可以用来计算吗轻微的损失
  • 小损失大致与流量的平方因此它们可以很容易地被整合到达西-韦斯巴赫方程中阻力系数K
  • 作为局部压力损失流体在加热通道中的加速度也可以考虑。

以下方法:

  • 等效长度方法
  • 多项式系数k法(阻力。方法)
  • 2 k法
  • 3K-方法

为什么头部损失非常重要?

从图中可以看出,水头损失是多种形式的关键特征任何液压系统。在系统中,必须保持一定的流量(例如,提供足够的冷却或热传递w88优德备用网址 微博反应堆核心),均衡压头损失头说通过泵通过系统确定流量。

离心泵及管道Q-H特性图
离心泵及管道Q-H特性图

通过肘部流动 - 轻微损失

流过弯头,损失小肘部的流动相当复杂的。事实上,任何弯曲的管道总是比简单的直管产生更大的损失。这是由于在弯曲的管道中流动分隔在弯曲的墙壁上。对于很小的曲率半径,来流甚至无法在弯道处转弯,因此流动分离和在某种程度上停滞不前在管道的另一侧。在这部分弯曲的压力升高(由于88top优德官网中文版 )速度降低。

一个有趣的特征k值对于肘部是他们的非单调行为作为R / D比率增加。k值包括管道的局部损失和摩擦损失。流动分离和二次流引起的局部损失随着R/D的增加而减小,而摩擦损失则随着弯曲长度的增加而增加。因此有一个k值中的最小值靠近标准化的曲率半径3。

流体加速度

图表 - 密度 - 水 - 温度
液体(压缩)水的密度作为水温的函数

众所周知,当流体是加热(例如在燃料通道中),流体膨胀(变化流体密度)和增加其流速结果连续性方程(通道横截面保持不变)。对于具有单个入口和单个出口的控制量,该方程式表示,对于稳态流,质量流量进入体积必须等于质量流量。

流体加速度 - 压降
每单位时间进入群众=每单位时间留下

参见:过冷水属性

另一个非常重要的原则国家(88top优德官网中文版 )那个增加流速在加热通道中导致降低流体压力。该压力损失也可以被认为是局部压力损失,并且可以根据以下等式计算:
流体加速 - 方程

通过反应堆芯冷却剂加速度的流量

这是一个说明性的例子,下面的数据不符合任何反应堆的设计。

连续方程-通过反应器的流量
反应器中的流速示例。图说明了示例,数据不代表任何反应堆设计。

加压水反应堆被冷却,适度通过高压液态水(例如16MPa)。在该压力下,水沸腾约350℃(662°F)。水的入口温度约为290°C(⍴〜720kg / m3.)。水(冷却剂)在容器中加热反应堆核心温度范围为325°C(⍴~ 654 kg/m3.)随着水流过核心。

典型PWWR的主电路分为4个独立环(管道直径约700mm),每个环包括一个蒸汽发生器和一个主冷却剂泵。在反应器压力容器(RPV)内,冷却剂首先在反应器芯(通过降液管)外部流动。从压力容器的底部,流过核心的流动,在那里冷却剂温度升高当它穿过燃料棒和由它们形成的组件一样。

计算:

  • 压力损失由于冷却剂加速在一个隔离的燃料通道

什么时候

  • 通道入口流速等于5.17米/秒
  • 频道插座流速等于5.69米/秒

解决方案:

在隔离的燃料通道中,由于冷却剂加速而造成的压力损失为:

冷却剂加速 - 示例

这一事实具有重要的后果。由于不同的相对功率燃料组件在一个核心,这些燃料组件有不同的液压抵抗力这可能会引起一次冷却剂的局部横向流动,在热工计算中必须考虑到这一点。

参考:
反应器物理和热液压:
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  10. 《流体力学》,第7版,2010年2月,ISBN: 978-0077422417

参见:

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