已知一铸铁管路直径为2″(50.8mm)，内部水流速度为2m/s，温度为20℃，求水流动1m时候的压力降。

一、理论计算

首先来判断该管路流动为层流还是紊流，判断的依据为雷诺系数(Reynolds Number)，公式如下：

其中ρ为流体密度，V为流速，D管路直径，μ为流体的粘度。由下表可知20℃时水的粘度为1mPas。

带入上面的公式可以求出雷诺系数：

Re=1000*2*0.0508/10^-3 = 101600

一般Re<2000为层流；2000-3000之间为过渡阶段；>3000为紊流，故此流动为紊流。

根据管路压力降公式：

为了求压力降，需要查穆迪图(Moody Diagrm)

铸铁管的粗糙度高度（Roughness height）ε为0.15，相对粗糙度ε/D = 0.15/50.8 = 0.003，查穆迪图找出对应的摩擦系数为0.028左右。

ΔP = 0.028*1000*2*1/0.0508 = 1102.36Pa。

二、模拟验证

在Creo中建立以下模型，直径为50.8mm，长度为1m。

流体域定义和材料选择不再复述，见之前的文章，物理模型添加紊流。

边界条件定义速度入口和速度出口，数值均为2m/s。因为管径没有变化，所以水流的速度也不会变化。

在边界条件中找到墙，选择墙粗糙度模型为“粗糙”(Rough)，默认值为光滑。粗糙高度设为0.15mm。

网格最大尺寸选择2mm。

设定两个xyplot，分别监控入口和出口的压力。

三、运行模拟和结果对比

收敛结果

入口压力：625.7Pa

末端压力：-476Pa

压力差 = 625.7+476 = 1101.7Pa

结果	理论计算	实际模拟	%差别
压力降（Pa）	1102.4	1101.7	0.06

可以看出模拟结果和理论计算非常吻合。