您如何确定通过接头的压降？

在最近的一次流体动力网络研讨会上，我在介绍如何选择和调整合适的配件时，一位与会者问了我一个问题，我没有很好的答案。在网络研讨会的后半部分，我一直在讨论通过配件的压降。确保您为液压流体的流动提供健康、畅通无阻的路径，从而为有用的工作节省关键能量，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。

通过接头的压降弯头比较我已经解释了通过接头压降的因素；直径、流速、弯曲半径、表面光洁度和雷诺数。当然，大多数人都知道导管直径、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，随着直径的减小，压降呈指数增长……这就是配件尺寸对能量损失的影响。

较少考虑的是，弯曲半径是强制流体在管子、软管或配件中改变方向的紧密程度。在图像中，比较了两个 90 度的肘部。一个接头的内部结构平滑过渡其半径，几乎没有戏剧性，确保流动更接近层流，从而防止过度的背压。另一个锻造和机加工的弯头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，如果你愿意的话，你当地的游乐园里的极限滑水道……你知道，那个有活板门和 50 英尺的直线下降的吗？滑门打开并让您笔直下降十英尺，然后您的后部接触滑梯以开始将您的方向从垂直变为水平，并且以惊人的轻松和速度，安全地管理您的坠落。现在想象一下活板门打开了，你从 20 英尺高处坠落，砰的一声落地。在你面前是一个黑暗的隧道。然而，你已经失去了所有前进的动力，直到更多的身体被抛下以迫使你进入隧道，你的能量才会丢失。

我的例子很极端，但仍然很重要。转动 90° 角需要能量，而且这一概念并没有在流体动力中丢失。弯曲半径和导管壁的光滑度的组合有助于雷诺数，这只是依赖于粘度等其他因素的无量纲描述。雷诺数是使用以下定义的，我不希望您计算或记住它，但请看一下这些因素：

其中
DH 是管道的水力直径（如果管道是圆形的，则为内径）（m），
Q 是体积流量（m3/s），
A 是管道的横截面积（m2），
u 是流体的平均速度 (m/s),
μ (mu) 是流体的动态粘度
ν (nu) 是运动粘度
ρ 是流体的密度 (kg/m3)

我只是向您展示方程式，以指出其在日常使用中的复杂性，以了解您为液压系统选择的配件的压降。必须有更好的方法，这就是我之前谈到的与会者出现的地方。他们曾问我制造商是否公布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，但我说我会研究一下。

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。Gates 在其网站上有一个计算器（可在此处找到），可让您拼出包括流量、软管直径和长度、流体特性以及配件和适配器数量在内的参数。它让您可以在弯头、适配器和三通，甚至直联轴器之间进行选择。在两次测试中，我选择了 ½ 英寸软管、12 gpm 和标准液压油特性。一项测试没有配件，另一项测试大约有十几个三通和肘部。第二次测试导致我的系统增加了 200 psi 的压降。

因此，虽然不是逐个安装的压降列表，这使得选择哪个变得容易和明显，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，看看您可以在哪里提高效率。即使玩弄计算器，您也可以评估出戏剧性的配件、弯头和三通如何通过背压降低能量。有可用的流体动力学建模软件包，特别是对于现有的 CAD 程序，但这些软件包的购买和许可成本很高。如果您想要一种简单且可重复的方法来估算通过配件的压降，盖茨流体流量压力计算器非常棒。