[科普中国]-沿程阻力损失

流体运动时，由于自身黏性和管壁粗糙度的影响将在流体与壁面间以及流体质点间产生摩擦力，这种沿流程阻碍着流体运动的摩擦力称为沿程阻力。运动流体克服沿程阻力而产生的能量损失，称为沿程损失。其大小是与流程长度成正比的。1

简介沿程阻力损失简称沿程损失，是流体在流动过程中克服黏性力作用而造成的损失，是发生在缓变流整个流程中的能量损失。沿程损失用表示，这种损失的大小与流体的流动状态有着密切的关系。2

计算公式对于层流流动沿程阻力损失的计算，我们前面已经推导出它的计算公式。对于紊流运动，很难完全用解析的方法解决，但可以利用图表分析的方法找出紊流沿程损失的计算公式。对于紊流流动，沿程损失计算仍采用达西公式，即

其中：表示管长；

表示管径；

表示流速；

λ表示粘滞系数；

表示重力加速度。3

影响因素1．流体的流动型态

由于两种流态的内在结构上有着本质的差异。因此层流流动时，流动阻力来源于流层间的内摩擦力。紊流流动时，流动阻力来源于两个方面：一方面是层流底层的内摩擦力；另一方面是紊流核心区内流体质点掺混、碰撞等动量交换发生的附加阻力。因此，两种流态的能量损失的大小也就不相同。所以，在计算沿程阻力损失时，首先要正确判断管道中流体的流动型态。

2．管长

由沿程阻力损失的特点可知，损失大小随流程长度而增加，管长越长，沿程阻力损失就越大。

3．管中流速

由大量实验可得到当管中流速越大时，沿程阻力损失也就越大。

4．黏滞系数

实践证明，黏滞系数大，沿程能量损失也大，例如电厂输送燃油时，当油的温度低时，其黏滞系数就大，输油时就困难，说明沿程阻力损失就大，要顺利输送就一定要将燃油加热至一定温度。

5．管径

由于管径越小，管壁对流体的约束作用越大，流动阻力增大，所以管径越小，沿程阻力损失就越大。

6．管壁的粗糙度

任何管道由于材料、加工及腐蚀等因素的影响，管壁总是凹凸不平的。因此，管壁绝对粗糙度越大，沿程阻力损失就越大。3

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所