绝热气动管道平均摩擦系数计算新方法的初步验证

采用绝热气动管道平均摩擦系数计算新方法计算了不同长度管道声速流导与管道截面积的比值曲线,与按照ISO6358测试方法得到的测试结果拟合曲线进行了比较,二者基本吻合,表明该计算新方法具有可行性。

基于当地摩擦因数的绝热气动管道流量特性参数计算

在等截面直管绝热有壁面摩擦一维可压缩管道流动模型的基础上,推导以管道进口截面速度因数为自变量的气动管道流量特性参数函数S/A(管道有效截面积与横截面积之比)和临界压力比b的基本表达式。采用基于当地摩擦因数求解管道平均摩擦因数的新方法,直接计算出总压为0.6MPa、总温为300K、长度为1～50m、内径为2.5～9mm尼龙管的流量特性参数S和b,并与经验值进行了比较。S和b的理论计算值与经验曲线变化趋势相同,且计算值与经验值相吻合,表明新方法可以在相当程度上反映气动管道流量特性参数变化的物理本质。将新方法得到的有效截面积S的理论计算值下跌20%、临界压力比b的理论计算值上浮40%,即可作为同等条件下选用气动系统尼龙管的经验推荐值使用。

管道参数对绝热气管平均摩擦因数的影响

以Keenan及Neumann的实验结果为基础,通过构造平均摩擦因数误差函数和采用预估-校正解法,提出一种从理论上计算气动系统管道平均摩擦因数的新方法。结果表明:管道平均摩擦因数随进口气流总压、总温、管道内径、长径比、相对粗糙度及出口反压比而变化。随着管道内径减小,长径比增大,或随相对粗糙度增加,平均摩擦因数增大。当管道其它参数不变时,减小进口气流总压或增大总温,也会导致管道临界平均摩擦因数增加。亚临界流态与临界流态气动管道平均摩擦因数的变化规律相似,只是亚临界管道平均摩擦因数的具体数值稍大一些。当出口反压比在临界压比至0.8的范围内变化时,管道平均摩擦因数随反压比的增加而增大。