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1、2014年10月中國礦山工程第43卷第5期ChinaMineEngineering·67·似牛頓漿體幾個摩阻系數(shù)計算公式的比較Comparisonofseveralfrictioncoeficientcalculationformulasoflike—Newtonianfluid周積果，劉德忠(中國恩菲工程技術(shù)有限公司，北京100038)摘要：摩阻損失是漿體管道輸送工程設(shè)計中的一個重要參數(shù)，而摩阻損失的確定又取決于摩阻系數(shù)的計算，因此工程設(shè)計時對摩阻系數(shù)計算公式的選擇尤為重要。本文針對漿體紊流輸送時常用的幾個摩阻系數(shù)計算公式，通過計算進行對

2、比分析，并進行總結(jié)，為漿體摩阻系數(shù)計算公式的選擇提出建議，供設(shè)計參考。關(guān)鍵詞：似牛頓漿體；摩阻系數(shù)；雷諾數(shù)；相對粗糙度；摩阻損失Abstract：Frictionlossisanimportantparameterinthedesignofslurrypipelinetransportationengineering．Frictionlossdependsonthecalculationoffrictioncoefficient，SOtheselectionoffrictioncoefficientcalculationformulaisv

3、eryimportantintheengineeringdesign．Inthispaperseveralcommonlyusedfrictioncoefficientcalculationformulasofslurryturbulenttransportationweresummarizedandanalyzedbycalculation，anditprovidedsuggestionsandreferencefortheselectionoffrictioncoefficientcalculationformulaandenginee

4、ringdesign．Keywords：likeNewtonianfluid；frictioncoefficient；Reynold’snumber；relativeroughness；frictionloss1日IJ吾漿體管道的摩阻損失是工程設(shè)計中的一個重要參數(shù)，它對管道系統(tǒng)的輸送壓力大小、泵型選擇、泵站數(shù)量、管道承壓大小、管道材質(zhì)選擇以及管道壁厚計算等多方面有重要影響，對整個管道輸送系統(tǒng)的設(shè)計起著重要作用，因此，設(shè)計中對摩阻損失的計算應(yīng)符合實際。如果摩阻損失的計算值偏大，則會導(dǎo)致泵的壓力大、管道壁厚大，造成投資和運行浪費，如果摩阻損失的

5、計算值偏小，則可能導(dǎo)致泵的輸送壓力不足、管道壁厚不夠，致使系統(tǒng)生產(chǎn)運行不可靠，因此，漿體管道的摩阻損失是工程設(shè)計時需要確定的一個重要技術(shù)參數(shù)。在漿體管道輸送工程中，很多漿體屬于賓漢塑性體(非牛頓漿體)，賓漢塑性體在屈服應(yīng)力低于15Pa時的特性與牛頓漿體相似，筆者在此稱之為似牛頓漿體。似牛頓漿體管道的摩阻損失的計算可采用牛頓漿體摩阻損失的相關(guān)公式計算。管道紊流輸送漿體時，沿程摩阻損失應(yīng)按達西一威斯巴赫公式計算，即：￡。：A2—g—Dp—(L1l)o式中：——漿體的沿程摩阻損失，mHO／m；A——達西摩阻系數(shù)；卜流體在管道內(nèi)的平均流速，m／s；

6、D——管道內(nèi)徑，m；g——重力加速度，m／s；·68·中國礦山工程2014年(第43卷)p——漿體密度，kg／m；3公式對比分析p0——水密度，kg／m。3．1計算A值從公式(1)中可以看出：當已知漿體密度、流體科里布魯克公式(4)雖然廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計在管道內(nèi)的平均流速及管道內(nèi)徑時，漿體的沿程摩界，但該公式是隱函數(shù)，計算較為繁瑣，而哈蘭德公阻損失i主要由達西摩阻系數(shù)人來確定，摩阻損失式(5)、阿里特蘇里公式(6)和劉德忠公式(7)均為的計算就轉(zhuǎn)化成摩阻系數(shù)的計算，因此，漿體管道輸顯函數(shù)，計算簡便。現(xiàn)以工程設(shè)計界公認的科里布送工程設(shè)計時對摩

7、阻系數(shù)計算公式的選擇尤為重要。魯克公式作為比較基準，對哈蘭德公式、阿里特蘇里達西摩阻系數(shù)A是管壁相對粗糙度和雷諾數(shù)公式和劉德忠公式以相同前提條件為基礎(chǔ)計算出的的函數(shù)，即：A值進行對比分析。A=，(，Re)(2)筆者根據(jù)漿體管道輸送工程設(shè)計常用工況范圍進OV行了多組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)前提條件下的A值計算，計算的前pm(3Re：——提條件定為：雷諾數(shù)Re=1．0×10～1．0×10，相對粗式中：s——管壁的絕對糙度，m；糙度=1．0×10～、5．0×10～、2．5×10一、2．0×10一、上，Re——漿體雷諾數(shù)；叼——賓漢塑性體剛度系數(shù)，Pa·s。1．5

8、×10一、1．0×10一、7．5×10一和5．0×10一。由于篇幅限制，不便于將所有組合的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)前提條2幾個摩阻系數(shù)計算公式件下的A值計算成果全部在此展示出來，現(xiàn)僅將以國內(nèi)外學(xué)