了解压损（压降、压头损失）

一、什么是压损？

压损，全称 压力损失（Pressure Loss），指流体在管道或设备中流动时，由于摩擦、局部阻力等原因，造成的流体压力降低。

可以简单理解为：

👉 流体在输送过程中“遇到阻力”，能量一部分被消耗掉（转化为热、湍流能量等），表现为压力降低。

在流体力学里，压损是能量损失的一种形式，通常分为：

1. 沿程压力损失：流体在直管中因摩擦而产生的持续压力下降。

2. 局部压力损失：流体经过阀门、弯头、三通、变径管等局部构件时产生的附加压力下降。

二、影响压损大小的因素

压损并不是固定的，它取决于多方面因素：

1. 管道因素

• 管径 D：管径越小，流体摩擦越剧烈 → 压损大。
• 管长 L：管子越长，摩擦越多 → 压损大。
• 管壁粗糙度：内壁越粗糙，湍流越强烈 → 压损增加。
• 管件数量和类型：弯头、阀门、三通等越多，局部压损越大。

2. 流体因素

• 流速 v：流速平方成正比 → 流速翻倍，压损增加约 4 倍。
• 流体黏度 μ：黏度高，摩擦阻力大 → 压损大。
• 流体密度 ρ：密度影响动能项，也影响压损大小。

3. 流动状态

• 层流（Re < 2000）：摩擦系数 λ 与 Re 成反比，压损较小且规律性好。
• 湍流（Re > 4000）：摩擦系数与 Re、粗糙度都有关系，压损更大。
• 过渡区（2000 < Re < 4000）：状态不稳定，计算需经验公式。

三、压损带来的影响

压损不是单纯的能量损失，它对系统运行有很多实际影响：

1. 能耗增加

泵或压缩机需要克服压损维持流量。压损越大，所需扬程或压头越高 → 能耗增加。

2. 流量不足

如果动力源有限（泵功率不足、气源压力有限），压损过大可能导致末端流量不够，影响生产或使用效果。

3. 设备选型与投资

• 管径太小 → 压损大，需大功率泵，运行能耗高。
• 管径太大 → 压损小，但管材投资高。👉 工程中需在 投资成本与运行能耗 之间做平衡。

4. 系统稳定性

• 过大的局部压损可能引起流体脉动、噪声、甚至冲击。
• 在气体输送中，压损过大会导致压缩效率下降，甚至无法达到使用点压力要求。

5. 热力与工艺影响

在一些化工、热力系统中，压损过大会改变温度分布、物料传输效率，从而影响反应或换热效果。

四、举个生活/工程例子

• 自来水管：楼层高的住户水压不足，部分原因就是管道输送过程中的压损。
• 中央空调管道：风管弯头过多会使风机负荷增加，风量不足，导致末端送风不达标。
• 天然气管道：长距离输送会有明显压损，需要沿途增压站提升压力。

✅ 总结一句话：

压损就是流体在输送过程中因摩擦和局部阻力产生的压力降低。

它受管道条件、流体性质、流动状态等影响，带来能耗增加、流量不足、设备投资与运行成本的矛盾，是流体系统设计和运行中必须重视的重要问题。