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1、定义 流动阻力（flow resistance）所有黏性流体在运动时，与产生相对运动的物体间都有动量传递。即产生阻碍流动的反作用力。称为曳力，又称摩擦阻力。 2、分类 流动阻力，可分为摩擦阻力和压差阻力。或者分为沿程阻力和局部阻力。压差阻力也属于局部阻力。 流体在管路中流动时的阻力可分为摩擦阻力和局部阻力两种。摩擦阻力是流体流经一定管径的直管时，由于流体的内摩擦产生的阻力，又称为沿程阻力，以hf表示。局部阻力主要是由于流体流经管路中的管件、阀门以及管道截面的突然扩大或缩小等局部部位所引起的阻力，又称形体阻力，以hj表示。流体在管道内流动时的总阻力为Σh=hf+hj。 由于空气的粘性作用，物体表面会产生与物面相切的摩擦力，全部摩擦力的合力称为摩擦阻力。与物面相垂直的气流压力合成的阻力称压差阻力。在不考虑粘性和没有尾涡（见举力线理论）的条件下，亚声速流动中物体的压差阻力为零（见达朗伯佯谬）。 在实际流体中，粘性作用下不仅会产生摩擦阻力，而且会使物面压强分布与理想流体中的分布有别，并产生压差阻力。对于具有良好流线形的物体，在未发生边界层分离的情形（见边界层），粘性引起的压差阻力比摩擦阻力小得多。对于非流线形物体，边界层分离会造成很大的压差阻力，成为总阻力中的主要部分。 当机翼或其他物体产生举力时，在物体后面形成沿流动方向的尾涡，与这种尾涡有关的阻力称为诱导阻力，其数值大致与举力的平方成正比。 在跨声速（见跨声速流动）或超声速（见超声速流动）气流中会有激波产生，经过激波有机械能的损失，由此引起的阻力称为波阻，这是另一种形式的阻力。 作加速运动的物体会带动周围流体一起加速，产生一部分附加的阻力，通常用某个假想的附连质量与物体加速度的乘积表示。船舶在水面上航行时会产生水波，与此有关的阻力称为兴波阻力。 3、提出 1506年，意大利科学家达·芬奇首先提出物体在流体中运动会受到阻力的观点，此后牛顿等著名科学家都曾作有关研究，然而直到边界层理论产生之后，才认识到流动阻力的实质。产生阻力的原因，早期只考虑物体前部的形状，后来发现物体后部的形状才是量重要的。物体后部发生的边界层分离，对流动阻力起决定性的影响。 当流体流过物体的时候，由于流体本身的粘性，靠近物体表面的流体的速度为零，而离开物体表面一定距离的流体的速度则不受粘性影响，此处的流动可以按照无粘来处理。在物面和可以按无粘处理的流体之间的这一部分流体就是边界层。 边界层是一个薄层，它紧靠物面，沿壁面法线方向存在着很大的速度梯度和旋度的流动区域。粘性应力对边界层的流体来说是阻力，所以随着流体沿物面向后流动，边界层内的流体会逐渐减速，增压。若流动在逆压梯度作用下，则会进一步减速，最后整个边界层内的流体的动能不足以长久的维持流动一直向下游进行，以致在物体表面某处其速度会与势流的速度方向相反，即产生逆流。该逆流会把边界层向势流中排挤，造成边界层突然变厚或分离。边界层分离之后，它将从紧靠物面的地方抬起进入主流，与主流发生参混。结果使整个掺混区域的压力趋于一致。 由上面的原理我们可以知道，边界层要分离必须满足两个条件：一是逆压强梯度。二是外层动量来不及传入。 在化工过程中，流动边界层分离的弊端主要是增加了流动阻力损失，而其可能的好处则主要表现在增加了湍流程度。 4、牛顿黏性定律 流体具有内摩擦力是产生流体阻力的内因，流体流动时受流动条件的影响是流体阻力产生的外因。 黏性是流体内摩擦力的表现，黏度是衡量流体黏性大小的物理量，是流体的重要参数之一。流体的黏度越大，其流动性就越小。 例如：流体在圆管内流动，可以看成分割无数极薄的圆筒层，其中一层套着一层，各层以不同的速度向前流动。
5、研究流动阻力意义 ①计算能量消耗，确定所需加入流动系统的外功，以便选择流体输送机械。 ②寻求减小阻力的方法，以减少能耗。例如：为降低弯曲通道中的阻力，可设置导流叶片；为减小压差阻力，可使物体具有圆头尖尾的细长外形(流线型)；为减小通道截面变化时的局部阻力，可采用截面逐渐变化的通道；为降低减压精馏塔的塔板压力降，可采用渐缩通道小孔的文丘里塔板。 ③通过改变流动阻力进行流量的调节和分配或改善流动截面上的流速分布，即流体均布。例如：在流化床反应器中采用高压力降分布板，迫使流体沿流动截面均匀分布，以消除因床层波动而引起的流体分布不均现象。 如果本教程写的好，帮忙点个赞吧。 如果本教程有用处，帮忙给个赏吧。 |
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