通過壓頭和流體損失計算兩個專題，與Ms初步探討了流體運動的機理，本期Ms再次回到流體運動研究的主題，分析計算流阻或風阻，用風阻連接圖代替實際管道，簡化了電機風路的計算。

管道流阻或風阻

兩個專項研究項目表明，當：流體通過管道時，無論是摩擦損失還是局部損失，相應的壓降都可以表示為流體的動壓

p=/gV2/2……(1)

公式(1)中——的局部損失系數

伽馬——嚴重(北/s3)

g—— 9.81 (m/s2)

V——流速(m/s)

設s為管道的截面積，q為流量，公式(1)可寫成

p=/gV2/2=/2gS2(SV)2=/2gS22=Z2

即 p=Z2……(2)

公式(2)中的Z=/2gS2稱為管道的流動阻力；如果流體是氣體，就叫風阻；對應不同類別的損失稱為摩擦阻力、增大的風阻、減小的風阻、轉向風阻、進口風阻和出口風阻。

流阻或風阻的串聯和并聯

當氣體通過管道時，通常會產生一種以上的損耗，即通過幾個風阻，它們可以串聯、并聯或串并聯。在計算和研究通風問題時，通常用風阻連接圖代替實際管道，稱為風路圖。

串聯風路

圖1所示的管道可以用風路圖2代替，其中Z1為進口風阻，Z2為膨脹風阻，Z3為轉向風阻，Z4為減少風阻，Z5為出口風阻。

如果管道較長，還需要考慮與管壁的摩擦力，即摩擦風阻Z6(圖中未顯示)。

通過圖2中所示的每個風阻的流速是相同的，也就是說，這些風阻在風道中串聯連接。

根據(2)，,公式，因為氣體流過整個管道或風道所需的所有壓力等于每個部分的壓力損失之和，因此，

ZdQ2=Z1Q2Z2Q2Z3Q2Z4Q2Z5Q2

ZD=Z1 Z2 Z3 Z4 Z5……(3)

當通過N個風阻時，

Zd=Z1 Z2 Z3 ……鋅=鋅……(4)

因此，當風路串聯時，合成風阻為各部分風阻之和。

串并聯風路

圖3示出了串并行流水線。

圖4是風路圖。

第一分支的壓降

p=ZQ2……(5)

在公式(5)中，Z1=Z2Z3

支管中的壓降

p=ZQ2……(6)

式(6)中z=Z4 z5 z6

因為分支一和二有共同的入口和出口，所以兩個分支的壓降相等，即

p=p=p=ZdQ2……(7)

ZD=p/Q2=ZQ2/(QQ)2=Z/(1 Q/Q)2

=Z/(1Z/Z)2=1/(1Z1/Z)2

如果n個風阻并聯，等效風阻為

ZD=1/(1/Zn)2……(8)

因此，圖4中的風路徑的合成風阻是Z=Z1 Zd Z7 Z8。

綜合計算

設電機內流體帶走的損耗為p(單位：kW)，根據能量守恒關系所需的冷卻介質總流量為

q=p/(caa)(m3/s)……(9)

在公式(9)中，對于空氣，Ca——冷卻介質的比熱(j/m)為1100 j/m

a——冷卻介質通過電機后的溫升()，一般為15 ~ 20

在上面的討論中，管道或風路被簡化為流阻或風阻的網絡圖，合成的流阻或風阻Z以類似回路圖的形式通過串并聯求解得到，因此維持流量Q所需的補充流體壓力(從入口到出口的壓降)為

p=ZQ2 .……(10)

由此可見，研究流體力學的核心