如何确定接头的压降？

在最近的流体动力网络研讨会上，在介绍“选择合适的配件并确定其尺寸”时，一位与会者问了我一个问题，我没有很好地回答。在网络研讨会的后半部分，我一直在讨论通过配件产生的压降。确保为液压油提供健康、畅通无阻的流动路径可以节省用于有用工作的关键能量，而不仅仅是推动分子。过度使用三通、弯头和适配器会产生压降，因此应尽可能避免使用此类配件。

我已经解释过接头压降的因素；直径、流速、弯曲半径、表面光洁度和雷诺数。当然，大多数人都知道管道直径、流量和压降之间存在直接关系。流速越高或接头越小，压降就越高。应该注意的是，压降随着直径的减小呈指数增加……这就是管件尺寸对能量损失的影响。

较少考虑的是，弯曲半径是迫使流体在管子、软管或配件中改变方向的紧密程度。图中比较了两个 90 度弯头。一个管件的内部结构平滑地过渡其半径，几乎没有戏剧性，确保流动更接近层流，从而防止背压过大。另一个锻造和机加工的弯管接头更严重地改变了流体路径，当油失去能量改变方向时会产生背压。

想象一下，如果你愿意，你当地游乐园的极限滑水道……你知道，那个有活板门和五十英尺的直线下降？滑动门打开并让您直线下降 10 英尺，然后您的臀部接触到滑梯，开始将您的方向从垂直方向改变为水平方向，并且以惊人的轻松和速度，您的铅锤得到安全管理。现在想象活板门打开，你从 20 英尺高处坠落，砰的一声落地。在你面前是一条黑暗的隧道。然而，你已经失去了所有前进的动力，直到更多的身体倒下迫使你走下隧道，你的能量才会消失。

我的例子很极端，但仍然很重要。转 90° 角需要能量，流体动力不会丢失这个概念。弯曲半径和管道壁的光滑度的组合有助于雷诺数，这只是一个依赖于其他因素（如粘度）的无量纲描述。雷诺数使用以下定义，我不希望您计算或记住它，但请看一下这些因数：

在哪里
DH为管道的水力直径（如果是圆形管道则为内径）（m），
Q为体积流量（m3/s），
A为管道截面积（m2），
u为流体的平均速度（m/s），
μ（μ）为流体的动力粘度
ν (nu) 为运动粘度
ρ为流体的密度（kg/m3）

我只是向您展示方程式，以指出它在日常使用中的复杂性，以了解通过您为液压系统选择的配件产生的压降。一定有更好的方法，这就是我之前谈到的与会者出现的地方。他们问我制造商是否公布了他们销售的配件的压降——我无法回答这个问题。我当然从未在任何目录中看到过这样的压降数字，但我说我会研究它。

经过广泛的研究，我想出了……什么都没有。好吧，如果不是盖茨，几乎什么都没有。盖茨在他们的网站上有一个计算器（在这里可以找到），可以让你拼出参数，包括流量、软管直径和长度、流体特性以及配件和适配器的数量。它允许您在弯头、适配器和三通甚至直联轴器之间进行选择。在两项测试中，我选择了 ½ 英寸软管、12 gpm 和标准液压油特性。一个测试没有配件，另一个测试有大约一打三通和弯头。第二次测试导致我的系统压降增加了 200 psi。

因此，虽然不是一个接一个的压降列表，可以让选择哪个变得简单明了，但它是一个很好的工具，可以对您当前的系统进行基准测试，看看您可以在哪些方面提高效率。即使通过使用计算器，您也可以计算出配件、弯头和三通通过背压减少能量的程度。有可用的流体动力学建模软件包，尤其是针对现有 CAD 程序的软件包，但购买和许可这些软件包的费用很高。如果您想要一种简单且可重复的方法来估算通过接头的压降，盖茨流体流量压力计算器非常棒。