
【化】 loss efficiency
在汉英词典及工程领域,损失系数(Loss Coefficient) 指流体流经管道系统局部阻碍(如弯头、阀门、变径管)时,由摩擦、涡流等引起的机械能损失程度的无量纲参数,通常记为K 或CL。其核心定义为局部压降与流体动压头的比值,计算公式为:
$$ K = frac{Delta P}{frac{1}{2} rho v} $$
其中 $Delta P$ 为局部压降,$rho$ 为流体密度,$v$ 为特征流速。该系数直接反映局部阻力对系统能量效率的影响,数值越高表明能量损失越大。
汉英对照释义
《英汉技术词典》(清华大学出版社)将“损失系数”译为"Loss Coefficient",定义为“流体流动中因局部障碍导致压头损失的系数”。
《牛津工程词典》进一步说明其表征"dimensionless factor quantifying energy dissipation in fittings"(管件中能量耗散的无量纲因子)。
物理意义
损失系数用于补充达西公式(Darcy-Weisbach Equation)中的沿程摩擦损失,完整管路总压降可表示为: $$ Delta P_{text{总}} = f frac{L}{D} frac{rho v}{2} + sum K frac{rho v}{2} $$ 其中 $f$ 为沿程摩擦系数,$L/D$ 为管长与直径比,$sum K$ 为所有局部损失系数之和。
常见管件的损失系数范围(依据ASME标准):
影响因素
损失系数受雷诺数(Reynolds Number)、管件几何形状、表面粗糙度及流动湍流强度共同影响。例如,相同弯头在低雷诺数层流时 $K$ 值可能达湍流状态的2倍以上。
《机械工程手册》(机械工业出版社)第6卷“流体力学篇”详细列出300余种管件的损失系数实验数据及计算图表。
美国供热制冷空调工程师学会(ASHRAE)手册《ASHRAE Handbook—Fundamentals》提供HVAC系统管件的损失系数数据库(Chapter 22: Pipe Fitting Loss Coefficients)。
美国国家航空航天局(NASA)技术报告《TP-2008-215054》验证了高速流态下损失系数的修正模型,适用于航空航天液压系统设计。
注:实际工程设计中需查阅制造商提供的特定产品损失系数数据,或参考ISO 5167(流量测量)、ANSI/ASME B16.5(管法兰标准)等规范。用户可通过中国知网(CNKI)或ASME Digital Library检索最新实验数据。
损失系数是工程流体力学中的重要概念,主要用于量化流体在流动过程中因局部阻力造成的能量损失。以下是详细解析:
损失系数(Coefficient of Losses)是指流体流经管道局部障碍(如阀门、弯头等)时,由局部阻力引起的能量损失与流体动压头的比值。其数学表达式为: $$ K = frac{Delta P}{frac{1}{2}rho v} $$ 其中ΔP为压力损失,ρ为流体密度,v为流速。
在阀门设计中,损失系数与流量系数存在直接关系:
该系数在化工、暖通、航空航天等领域具有重要应用价值,工程实践中需根据具体工况选择对应的计算公式和参数体系。
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