3.2.3 出流段能量损耗

3.2.3 出流段能量损耗

在黏滞流体流出阻尼孔时,由于流经通道逐渐扩大(见图3-4所示),再到出活塞断面处突然扩大,流速沿流向降低,压强增大。因流体黏性的影响,在接近管道壁面处流速较小,如果流体动能不足以克服正的压强梯度,将会使得流体在近壁面处产生滞止,导致流体与管道壁面分离脱流,形成旋涡进而增加能量损失。扩散角θ的增加将使压强梯度加大而增加分离脱流损失。

对于细管内流体向大容器出流的情况,根据运动流体的动量定理和图3-4中1-1、2-2断面的伯努利方程可以得到出流段断面扩大的能量损耗Em2

式中,α——断面上的实际动能与以平均流速计算的动能的比值,即动能修正系数;

β——断面上的实际动量与以平均流速计算的动量的比值,即动量修正系数。

α、β的值与断面上的流速分布有关,流速分布越不均匀,其值也越大;流速分布较均匀时,α、β的值接近于1。当流体为紊流时,近似取α1212=1。故式(3-19)可以写成

由于流量恒定,得,根据式(3-20)可得

因为A2≫A1,可近似使,故紊流时可近似取ζ1=1。

当为层流时,通常取ζ1=2。