当量直径（水力半径相等的圆管直径）

当量直径

水力半径相等的圆管直径

当量直径分两种,即等速当量直径和等流量当量直径。在总流的有效截面上，流体与固体壁面的接触长度称为湿周，用字母L表示。

对于非圆形截面的流体运动问题，常常需要应用到水力半径和当量直径的概念。水力半径的定义是：过流断面面积（在流动截面上，被研究流体所占的面积）A和湿周（在流动截面上，被研究流体与管壁接触的长度）χ之比，即R=A/χ，当量直径为水力半径的4倍，即de=4R

定义

把水力半径相等的圆管直径定义为非圆管的当量直径。在总流的有效截面上，流体与固体壁面的接触长度称为湿周，用字母L表示。总流的有效截面积A和湿周L之比定义为水力半径，用字母R表示

当量直径定义为四倍的水力半径，用de

公式

R=A/L

对于圆形截面的管道，其几何直径用水力半径（水力半径：是水力学中的一个专有名称，指某输水断面的过流面积与输水断面和水体接触的边长（湿周）之比，与断面形状有关）可表示为A=1/4*π*d^2（A为截面积，d为几何直径），L=πd（此处湿周为圆的周长）则R=A/L=（1/4*π*d^2）/（πd）=1/4d

即d=4R（即圆形截面的管道几何直径为4倍水力半径）

对于与圆形管道相类比，非圆形截面管道的当量直径D也可以用4倍的水力半径表示：D=4A/L=4R

例如矩形管道的当量直径

（宽高为a，b）D=4R=4*(a*b)/2*(a+b)=2a*b/(a+b)

所谓矩形管道的当量直径是一种假想的圆形管道的直径,这种圆形管道具有与已知的矩形管道相等的单位管长摩擦阻力。当量直径分两种,即等速当量直径和等流量当量直径。如果某一圆形管道中的空气流速与已知的矩形管道中的空气流速相等,并且单位管长的摩擦阻力也相等,则该圆形管道的直径就称为已知的矩形风管的等速当量直径。如果某一圆形管道中的空气流量与已知的矩形管道中的流量相等,并目单位管长的摩擦阻力也相等,那么,这一圆形管道的直径就称为此矩形管道的等流量当量直径或流量当量直径。

参考资料

1.水力半径和当量直径·建环世界