无需查线算图、在Excel文件内求解管道比摩阻的方法 [课程编码930]

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引言在进行风道的水力计算时，沿程阻力项的计算公式为：式中△Pm，风管的沿程阻力，Pa；λ，摩擦阻力系数；，风速，m/s；ρ，密度，kg /m3，风道长度，m；D，当量直径，m。则比摩阻（单位长度的沿程阻力）的计算公式为：在通风空调领域，流体的流动状态处于紊流过渡区，所以λ应该按照Colebrook-White公式求解：式中 K，内壁粗糙度，mm；Re，雷诺数。可以看出Colebrook-White公式是关于λ的隐函数表达形式，不方便求解。工程实践中，已将上述公式制作成线算图表，设计人员可以根据流量、管径、流速、比摩阻四个参数中的任意两个，在线算图表中查得另外两个参数。方法介绍由于现代计算机软件发展很快，一些传统的查表方法可以被软件代替。笔者认为主要原因有两个，一是计算速度与准确度，二是计算机软件得到的结果直接被用作其他函数的自变量，少了人工查找录入的过程。在笔者的学习工作实践中，深刻体会到了第二个原因对效率的提升是至关重要的！考虑到现在很多人习惯于在Excel中进行各种数据处理，故笔者将Excel中的这个能提高效率的小技巧分享给大家，步骤如下：求解比摩阻的关键是求解上面的隐函数方程，利用Matlab，Mathcad等软件，一个命令就可以解决，但是这样专门为求解方程需要额外输入一次参数，得到结果后还要再切换到Excel中录入结果，而且以后也不便修改。（这里需要专门解释一下，Matlab、Mathcad等的确是有命令在excel文件中自动读取、输出数据的，但是在实际使用中感觉非常麻烦，特别是在需要复制、修改表格的情况下。）在Excel中无需记住任何命令就可以实现求解，第一种方法是简单粗暴的迭代法，这里不赘述了，需要注意所选取表达式的收敛性，效率很低且不利于排布表格；第二种方法就是本文所要介绍的规划求解法，步骤如下：第一步，在工作表中建立如下表格，并在F7输入雷诺数表达式，在G7输入比摩阻表达式（G2为运动粘度，E2为大气压修正系数，没有截图进来） hwgfgqgsanmlotpxtitcneilrrmfcrrh

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