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1、2014年10月中國(guó)礦山工程第43卷第5期ChinaMineEngineering·67·似牛頓漿體幾個(gè)摩阻系數(shù)計(jì)算公式的比較Comparisonofseveralfrictioncoeficientcalculationformulasoflike—Newtonianfluid周積果，劉德忠(中國(guó)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(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，而摩阻損失的確定又取決于摩阻系數(shù)的計(jì)算，因此工程設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)摩阻系數(shù)計(jì)算公式的選擇尤為重要。本文針對(duì)漿體紊流輸送時(shí)常用的幾個(gè)摩阻系數(shù)計(jì)算公式，通過(guò)計(jì)算進(jìn)行對(duì)
2、比分析，并進(jìn)行總結(jié)，為漿體摩阻系數(shù)計(jì)算公式的選擇提出建議，供設(shè)計(jì)參考。關(guān)鍵詞：似牛頓漿體；摩阻系數(shù)；雷諾數(shù)；相對(duì)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(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，它對(duì)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(jì)算等多方面有重要影響，對(duì)整個(gè)管道輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)起著重要作用，因此，設(shè)計(jì)中對(duì)摩阻損失的計(jì)算應(yīng)符合實(shí)際。如果摩阻損失的計(jì)算值偏大，則會(huì)導(dǎo)致泵的壓力大、管道壁厚大，造成投資和運(yùn)行浪費(fèi)，如果摩阻損失的
5、計(jì)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(yùn)行不可靠，因此，漿體管道的摩阻損失是工程設(shè)計(jì)時(shí)需要確定的一個(gè)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(shí)的特性與牛頓漿體相似，筆者在此稱(chēng)之為似牛頓漿體。似牛頓漿體管道的摩阻損失的計(jì)算可采用牛頓漿體摩阻損失的相關(guān)公式計(jì)算。管道紊流輸送漿體時(shí)，沿程摩阻損失應(yīng)按達(dá)西一威斯巴赫公式計(jì)算，即：￡。：A2—g—Dp—(L1l)o式中：——漿體的沿程摩阻損失，mHO／m；A——達(dá)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(guó)礦山工程2014年(第43卷)p——漿體密度，kg／m；3公式對(duì)比分析p0——水密度，kg／m。3．1計(jì)算A值從公式(1)中可以看出：當(dāng)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(jì)在管道內(nèi)的平均流速及管道內(nèi)徑時(shí)，漿體的沿程摩界，但該公式是隱函數(shù)，計(jì)算較為繁瑣，而哈蘭德公阻損失i主要由達(dá)西摩阻系數(shù)人來(lái)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(jì)算就轉(zhuǎn)化成摩阻系數(shù)的計(jì)算，因此，漿體管道輸顯函數(shù)，計(jì)算簡(jiǎn)便?，F(xiàn)以工程設(shè)計(jì)界公認(rèn)的科里布送工程設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)摩
7、阻系數(shù)計(jì)算公式的選擇尤為重要。魯克公式作為比較基準(zhǔn)，對(duì)哈蘭德公式、阿里特蘇里達(dá)西摩阻系數(shù)A是管壁相對(duì)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(jì)算出的的函數(shù)，即：A值進(jìn)行對(duì)比分析。A=，(，Re)(2)筆者根據(jù)漿體管道輸送工程設(shè)計(jì)常用工況范圍進(jìn)OV行了多組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)前提條件下的A值計(jì)算，計(jì)算的前pm(3Re：——提條件定為：雷諾數(shù)Re=1．0×10～1．0×10，相對(duì)粗式中：s——管壁的絕對(duì)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(gè)摩阻系數(shù)計(jì)算公式件下的A值計(jì)算成果全部在此展示出來(lái)，現(xiàn)僅將以國(guó)內(nèi)外學(xué)
