第1章流體流動(dòng)與輸送機(jī)械2

1、流體流動(dòng)與輸送機(jī)械流體流動(dòng)與輸送機(jī)械第二章第二章10:29:462三三. . 流動(dòng)類型與雷諾準(zhǔn)數(shù)流動(dòng)類型與雷諾準(zhǔn)數(shù)（一）雷諾試驗(yàn)（一）雷諾試驗(yàn) a稱為滯流或?qū)恿鞣Q為滯流或?qū)恿?b稱為湍流或紊流稱為湍流或紊流 水的質(zhì)點(diǎn)沿著與管軸平行的方水的質(zhì)點(diǎn)沿著與管軸平行的方向作直線運(yùn)動(dòng)，不產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)。向作直線運(yùn)動(dòng)，不產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)。 質(zhì)點(diǎn)除了沿管道向前運(yùn)動(dòng)外，質(zhì)點(diǎn)除了沿管道向前運(yùn)動(dòng)外，還作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)速還作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)速度的大小和方向隨時(shí)間而發(fā)生變度的大小和方向隨時(shí)間而發(fā)生變化化 10:29:463三三. . 流動(dòng)類型與雷諾準(zhǔn)數(shù)流動(dòng)類型與雷諾準(zhǔn)數(shù) 影響流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的因素有三個(gè)方面，即

2、流體的性影響流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的因素有三個(gè)方面，即流體的性質(zhì)（主要為質(zhì)（主要為、），設(shè)備情況（主要為），設(shè)備情況（主要為d）及操作參數(shù)）及操作參數(shù)（主要為流速（主要為流速u）。）。（二）雷諾準(zhǔn)數(shù)（二）雷諾準(zhǔn)數(shù)rere dure 雷諾綜合上述諸因素整理出一雷諾綜合上述諸因素整理出一個(gè)無(wú)因次數(shù)群個(gè)無(wú)因次數(shù)群雷諾準(zhǔn)數(shù)雷諾準(zhǔn)數(shù)re2000時(shí)屬于層流；時(shí)屬于層流；re4000時(shí)（生產(chǎn)條件下時(shí)（生產(chǎn)條件下re3000）屬湍流；）屬湍流；re=20004000之間時(shí)，屬不穩(wěn)定的過(guò)渡區(qū)。之間時(shí)，屬不穩(wěn)定的過(guò)渡區(qū)。 對(duì)于流體在直管內(nèi)的流動(dòng)對(duì)于流體在直管內(nèi)的流動(dòng) 10:29:464四、滯流與湍流四、滯流與湍流 （一

3、）流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式（一）流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式o 流體在管內(nèi)作流體在管內(nèi)作滯流流動(dòng)滯流流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)沿管軸作時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)沿管軸作有規(guī)則的平有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)互不碰撞，互不混合行運(yùn)動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)互不碰撞，互不混合。o 流體在管內(nèi)作流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)湍流流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)作時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)，不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)，并互相碰撞混合，產(chǎn)生大大小小的旋渦并互相碰撞混合，產(chǎn)生大大小小的旋渦。管道截面上某。管道截面上某被考察的質(zhì)點(diǎn)在沿管軸向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還有徑向運(yùn)動(dòng)。被考察的質(zhì)點(diǎn)在沿管軸向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還有徑向運(yùn)動(dòng)。即在湍流中，流體質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成質(zhì)點(diǎn)在主運(yùn)即在湍流中，流體質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，

4、構(gòu)成質(zhì)點(diǎn)在主運(yùn)動(dòng)之外還有附加的脈動(dòng)。動(dòng)之外還有附加的脈動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng)是湍流運(yùn)動(dòng)的最基質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng)是湍流運(yùn)動(dòng)的最基本特點(diǎn)。本特點(diǎn)。湍流實(shí)際上是一種非定態(tài)的流動(dòng)。湍流實(shí)際上是一種非定態(tài)的流動(dòng)。10:29:465四、滯流與湍流四、滯流與湍流（二）流體在圓管內(nèi)的速度分布（二）流體在圓管內(nèi)的速度分布 無(wú)論是滯流或湍流，在管道任意截面上，流體質(zhì)點(diǎn)的速無(wú)論是滯流或湍流，在管道任意截面上，流體質(zhì)點(diǎn)的速度沿管徑而變化，管壁處速度為零，離開管壁以后速度度沿管徑而變化，管壁處速度為零，離開管壁以后速度漸增，到管中心處速度最大。速度在管道截面上的分布漸增，到管中心處速度最大。速度在管道截面上的分布規(guī)律因流型而異。規(guī)律因

5、流型而異。滯流時(shí)的速度沿管徑按拋物滯流時(shí)的速度沿管徑按拋物線的規(guī)律分布線的規(guī)律分布，截面上各點(diǎn)，截面上各點(diǎn)速度的平均值速度的平均值u等于管中心等于管中心處最大速度處最大速度umax的的0.5倍。倍。湍流時(shí)湍流時(shí)，由于流體質(zhì)點(diǎn)的強(qiáng)烈分離與混合，使截面上靠，由于流體質(zhì)點(diǎn)的強(qiáng)烈分離與混合，使截面上靠管中心部分各點(diǎn)速度彼此扯平，速度分布比較均勻，所管中心部分各點(diǎn)速度彼此扯平，速度分布比較均勻，所以以速度分布曲線不再是嚴(yán)格的拋物線。速度分布曲線不再是嚴(yán)格的拋物線。10:29:466五五. . 邊界層的概念邊界層的概念 邊界層的存在，對(duì)流體流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)過(guò)程都有重大影響。邊界層的存在，對(duì)流體流動(dòng)、傳熱和

6、傳質(zhì)過(guò)程都有重大影響。 （一）（一） 流體在平板上流動(dòng)邊界層的形成和發(fā)展流體在平板上流動(dòng)邊界層的形成和發(fā)展平板上的流動(dòng)邊界層平板上的流動(dòng)邊界層1-8u 層流運(yùn)動(dòng)層流運(yùn)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)速度較慢流體運(yùn)動(dòng)速度較慢, 與管壁碰撞不大，因此阻力、摩擦系數(shù)與與管壁碰撞不大，因此阻力、摩擦系數(shù)與 無(wú)關(guān)，無(wú)關(guān)， 只只與與re有關(guān)。層流時(shí)，有關(guān)。層流時(shí)， 在粗糙管的流動(dòng)與在光滑管的流動(dòng)相同。在粗糙管的流動(dòng)與在光滑管的流動(dòng)相同。4、管壁粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響、管壁粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響 4. 滯流時(shí)的摩擦損失滯流時(shí)的摩擦損失2max4rlpu2dr uu2max2)2(42dlpulpduf3222/32dlupf 哈

7、根哈根-泊謖葉公式泊謖葉公式 與范寧公式與范寧公式 22udlpf對(duì)比，得：對(duì)比，得：du64du64re/64 滯流流動(dòng)時(shí)滯流流動(dòng)時(shí)與與re的關(guān)系的關(guān)系224()plrurr湍流時(shí)直管阻力損失 式中式中 為摩擦系數(shù)，無(wú)因次，其值隨流型而變，為摩擦系數(shù)，無(wú)因次，其值隨流型而變，湍流時(shí)湍流時(shí)還受管壁粗糙度的影響。還受管壁粗糙度的影響。式中：/d為管壁粗糙程度和管徑d之比，稱為相對(duì)粗糙度，量綱為一。22udlhfdre,a)層流區(qū)：層流區(qū)：re2000，與與re成直線關(guān)系，成直線關(guān)系，=64/re。b)過(guò)渡區(qū)：過(guò)渡區(qū)：2000re4000，管內(nèi)流動(dòng)隨外界條件的影響而管內(nèi)流動(dòng)隨外界條件的影響而 出現(xiàn)

8、不同的流型，摩擦系數(shù)也因之出現(xiàn)波動(dòng)。出現(xiàn)不同的流型，摩擦系數(shù)也因之出現(xiàn)波動(dòng)。 c)湍流區(qū)：湍流區(qū)：re4000且在圖中虛線以下處時(shí)，且在圖中虛線以下處時(shí)，值隨值隨re數(shù)的增數(shù)的增大而減小。大而減小。d)完全湍流區(qū)：完全湍流區(qū)： 圖中虛線以上的區(qū)域，圖中虛線以上的區(qū)域，摩擦系數(shù)基本上不隨摩擦系數(shù)基本上不隨re的變化而的變化而變化，變化，值近似為常數(shù)。值近似為常數(shù)。根據(jù)根據(jù)范寧公式范寧公式，若，若l/d一定，則阻力損失與流一定，則阻力損失與流速的平方成正比，稱作速的平方成正比，稱作阻力平方區(qū)阻力平方區(qū) 。 22flupd2) 值的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式值的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式 柏拉修斯柏拉修斯(blasius)光滑管公

9、式光滑管公式25. 0re316. 0 適用范圍為適用范圍為re=51031105 ，此時(shí)能量損失約與，此時(shí)能量損失約與u的的1.75次方成正比。次方成正比。考萊布魯克考萊布魯克（coebrook)公式：公式：1218.71.742lgred適用于湍流區(qū)的光滑管與粗糙管，直至完全湍流區(qū)適用于湍流區(qū)的光滑管與粗糙管，直至完全湍流區(qū)10:29:4728二、流體在直管中的流動(dòng)阻力二、流體在直管中的流動(dòng)阻力（二）非圓形管內(nèi)的摩擦損失（二）非圓形管內(nèi)的摩擦損失對(duì)于非圓形截面的通道，可以用一個(gè)與圓形管直徑對(duì)于非圓形截面的通道，可以用一個(gè)與圓形管直徑d相相當(dāng)?shù)漠?dāng)?shù)摹爸睆街睆健眮?lái)代替，稱作當(dāng)量直徑，用來(lái)代替，

10、稱作當(dāng)量直徑，用de表示。表示。de=流體濕潤(rùn)的周邊流體流過(guò)的橫截面積4試推導(dǎo)下面兩種形狀截面的當(dāng)量直徑的計(jì)算式。試推導(dǎo)下面兩種形狀截面的當(dāng)量直徑的計(jì)算式。（1）管道截面為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)和寬分別為）管道截面為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)和寬分別為a、b；（2）套管換熱器的環(huán)形截面，外管內(nèi)徑為）套管換熱器的環(huán)形截面，外管內(nèi)徑為d1，內(nèi)管外，內(nèi)管外徑為徑為d2。對(duì)于長(zhǎng)寬分別為對(duì)于長(zhǎng)寬分別為a與與b的矩形管道：的矩形管道：對(duì)于一外徑為對(duì)于一外徑為d1的內(nèi)管和一內(nèi)徑為的內(nèi)管和一內(nèi)徑為d2的外管構(gòu)成的環(huán)形通道的外管構(gòu)成的環(huán)形通道)(24baabdebaab2)()44(4212122ddddde12dd 10:29:4731

11、三、管路上的局部阻力三、管路上的局部阻力1 1、局部阻力系數(shù)法、局部阻力系數(shù)法 突然擴(kuò)大和突然縮小的局部阻力系數(shù)突然擴(kuò)大和突然縮小的局部阻力系數(shù)1-12.克服局部阻力所引起的克服局部阻力所引起的能量損失，可表示成動(dòng)能量損失，可表示成動(dòng)能能22u的某個(gè)倍數(shù)，的某個(gè)倍數(shù)，22uhf （1-58） 或或 22upf （1-58a） 式中式中為局部阻力系數(shù)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定為局部阻力系數(shù)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定 即即10:29:47322 2、當(dāng)量長(zhǎng)度法、當(dāng)量長(zhǎng)度法 把局部阻力折算成相應(yīng)長(zhǎng)度的直管阻力，即把局部阻力折算成相應(yīng)長(zhǎng)度的直管阻力，即 （1-59） 常見的管件和閥門的局部阻力系數(shù)常見的管件和閥門的局部阻力系數(shù)及當(dāng)量

12、長(zhǎng)度及當(dāng)量長(zhǎng)度le值可值可查表查表1-7（教材（教材p35）。）。100mm 的閘閥的閘閥 1/2 關(guān)關(guān) le = 22m100mm 的縮口的縮口1/4的三通的三通le = 2.2m100mm 的閘閥全開的閘閥全開 le = 0.75m三、局部阻力損失計(jì)算 10:29:4734四、管路系統(tǒng)中的總能量損失四、管路系統(tǒng)中的總能量損失 管路系統(tǒng)的總能量損失（總阻力損失）是管路上管路系統(tǒng)的總能量損失（總阻力損失）是管路上全部直管阻力和局部阻力之和。當(dāng)流體流經(jīng)直徑全部直管阻力和局部阻力之和。當(dāng)流體流經(jīng)直徑不變的管路時(shí)，可寫出不變的管路時(shí)，可寫出22udlhhhfff （1-60） 或或 22udllhh

13、hefff （1-60a） 10:29:4735（1）合理布局，盡量減少管長(zhǎng)，少裝不必要的管件閥門；）合理布局，盡量減少管長(zhǎng)，少裝不必要的管件閥門；（2）適當(dāng)加大管徑并盡量選用光滑管；）適當(dāng)加大管徑并盡量選用光滑管；（3）在允許條件下，將氣體壓縮或液化后輸送；）在允許條件下，將氣體壓縮或液化后輸送；（4）高粘度液體長(zhǎng)距離輸送時(shí)，可用加熱方法（蒸汽伴）高粘度液體長(zhǎng)距離輸送時(shí)，可用加熱方法（蒸汽伴管），或強(qiáng)磁場(chǎng)處理，以降低粘度；管），或強(qiáng)磁場(chǎng)處理，以降低粘度；（5）允許的話，在被輸送液體中加入減阻劑；）允許的話，在被輸送液體中加入減阻劑；（6）管壁上進(jìn)行預(yù)處理）管壁上進(jìn)行預(yù)處理低表面能涂層或小尺度

14、肋條結(jié)構(gòu)。低表面能涂層或小尺度肋條結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述可分析欲降低可采取如下的措施：根據(jù)上述可分析欲降低可采取如下的措施：四、管路系統(tǒng)中的總能量損失四、管路系統(tǒng)中的總能量損失【例 1】 容器容器 b 內(nèi)保持一定真空度，溶液從內(nèi)保持一定真空度，溶液從敞口容器敞口容器 a 經(jīng)內(nèi)徑經(jīng)內(nèi)徑 為為30mm導(dǎo)管自導(dǎo)管自動(dòng)流入容器動(dòng)流入容器 b 中。容器中。容器 a 的液面距的液面距導(dǎo)管出口的高度為導(dǎo)管出口的高度為 1.5m，管路阻力管路阻力損失可按損失可按 hf = 5.5u2 計(jì)算（不包括計(jì)算（不包括導(dǎo)管出口的局部阻力），溶液密度導(dǎo)管出口的局部阻力），溶液密度為為 1100kg/m3。試計(jì)算：送液量每小時(shí)為試

15、計(jì)算：送液量每小時(shí)為 3m3 時(shí)，時(shí)，容器容器 b 內(nèi)應(yīng)保持的真空度。內(nèi)應(yīng)保持的真空度。 解：取容器解：取容器a的液面的液面1-1截面為基準(zhǔn)面，導(dǎo)液管出口內(nèi)側(cè)為截面為基準(zhǔn)面，導(dǎo)液管出口內(nèi)側(cè)為2-2截面，在該截面，在該兩截面間列柏努利方程，有兩截面間列柏努利方程，有 fhugzpugzp2222222111ba11221.5m抽真空app真auugzpp1054. 2110018. 10 . 681. 95 . 15 . 524222222真m5 . 122zpppa真00111uzppa2225 . 55 . 5uuhfsm18. 103. 0785. 0360034222dvuba11221

16、.5m抽真空app真【例 1】 水由水箱底部水由水箱底部 d = 30mm的泄水孔排出。若水面的泄水孔排出。若水面上方保持上方保持 20mmhg 真空度，水箱直徑真空度，水箱直徑 d 為為1.0m，盛水深度盛水深度1.5m，試求試求(1) 能自動(dòng)排出的水量及排水所需時(shí)間；能自動(dòng)排出的水量及排水所需時(shí)間；(2) 如在泄水孔處安裝一內(nèi)徑與孔徑相同的如在泄水孔處安裝一內(nèi)徑與孔徑相同的0.5m長(zhǎng)的導(dǎo)水管（虛線所示），水箱能否自動(dòng)排空及長(zhǎng)的導(dǎo)水管（虛線所示），水箱能否自動(dòng)排空及排水所需時(shí)間（流動(dòng)阻力可忽略不計(jì)。）排水所需時(shí)間（流動(dòng)阻力可忽略不計(jì)。） 解：解：(1) 設(shè)設(shè) t 時(shí)箱內(nèi)水深時(shí)箱內(nèi)水深 h，孔

17、口流速為孔口流速為 u，以孔口面為基準(zhǔn)面，在水面以孔口面為基準(zhǔn)面，在水面與孔口截面間列柏努利方程，有與孔口截面間列柏努利方程，有 hd1.5mdp真0.5m22aapppugh真2pugh真【例 2】 設(shè)設(shè) dt 時(shí)間內(nèi)液面下降高度為時(shí)間內(nèi)液面下降高度為 dh，由物料衡算得由物料衡算得 ghp真m27. 081. 91000103 .101760/203gph真322m966. 027. 05 . 10 . 1785. 05 . 14hdvs556005.1203. 081. 90 . 1222dd2227. 05 . 12227. 05 . 1220ghpgddghphddttt真真u =

18、0 時(shí)，不再有水流出，此時(shí)時(shí)，不再有水流出，此時(shí) 22dd44udtdh hd1.5mdp真0.5m【例 2】 (2) t 時(shí)刻，以導(dǎo)管出口為基準(zhǔn)面，在水箱液面與時(shí)刻，以導(dǎo)管出口為基準(zhǔn)面，在水箱液面與導(dǎo)管出口間列柏努利方程，有導(dǎo)管出口間列柏努利方程，有 20.5pug h真05 . 12222s42024. 295.1603. 081. 90 . 125 . 02dhgphddt真箱內(nèi)水排空，箱內(nèi)水排空，h=0，導(dǎo)管內(nèi)流速，導(dǎo)管內(nèi)流速 u=1.50 m/s，水水能全部排出。所需時(shí)間為能全部排出。所需時(shí)間為 hd1.5mdp真0.5m【例 2】 用泵向壓力為用泵向壓力為0.2mpa（表）的密閉水

19、箱供水（表）的密閉水箱供水，流量為流量為150m3/h，泵軸中心泵軸中心線距水池和水箱液面的垂直距離分別為線距水池和水箱液面的垂直距離分別為 2.0m 和和 25m。吸入、排出管內(nèi)徑。吸入、排出管內(nèi)徑為為 205mm 和和180mm。吸入管長(zhǎng)。吸入管長(zhǎng) 10m，裝有吸水止逆底閥裝有吸水止逆底閥(搖板式）和搖板式）和 90標(biāo)準(zhǔn)彎頭各一；排出管長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)彎頭各一；排出管長(zhǎng) 200m，有全開閘閥和有全開閘閥和 90標(biāo)準(zhǔn)彎頭各一。標(biāo)準(zhǔn)彎頭各一。試求泵吸入口處試求泵吸入口處 a 點(diǎn)的真空表讀數(shù)和泵的軸功率（設(shè)泵的效率為點(diǎn)的真空表讀數(shù)和泵的軸功率（設(shè)泵的效率為65%）。）。 解：解： 1000 kg/m3，

20、1.010-3 pas，設(shè)吸入和排出管內(nèi)流速為設(shè)吸入和排出管內(nèi)流速為 ua 和和 ub，則則 112m25m0.2mpaa33222150 36001.26m s0.785 0.2054aavud22ab0.2051.261.63m s0.180baduud【例 3】 5aaa30.205 1.26 10002.58 101.0 10d ure5bbb30.18 1.63 10002.93 101.0 10d ure取管壁絕對(duì)粗糙度取管壁絕對(duì)粗糙度0.3mm，則則 33ab0.30.31.46 101.67 10205180ddab0.0220.0212.017. 075. 0查圖得摩擦系數(shù)查

21、圖得摩擦系數(shù) 水泵吸水底閥水泵吸水底閥 90的標(biāo)準(zhǔn)彎頭的標(biāo)準(zhǔn)彎頭 閘閥（全開）閘閥（全開） 112m25m0.2mpaa3320.5進(jìn)口突然縮小進(jìn)口突然縮小【例 3】 /d = 1.4610-3 re=2.58 105 = 0.022 【例 3】 取水池液面取水池液面1-1截面為基準(zhǔn)面，泵吸入點(diǎn)處截面為基準(zhǔn)面，泵吸入點(diǎn)處a為為2-2截面，在該兩截面間列柏努利方程，有截面，在該兩截面間列柏努利方程，有 221221 22fppughz12aappppp真2auu212221222p= p+z g +22afaaaaluhdulud2224121.261000102 1000 9.811 0.02

22、22.00.170.750.520.2052.40 10 paalupzgd 真112m25m0.2mpaa332【例 3】 泵的軸功率泵的軸功率 又取水箱液面為又取水箱液面為3-3截面，在截面，在1-1與與3-3截面間列柏努截面間列柏努利方程有利方程有 管路質(zhì)量流量管路質(zhì)量流量31311 3feppghhzz1 31 22 3fffhhh6220.210101.262529.81(0.0222.00.170.750.5)10000.20522001.63(0.0210.170.751)502.0 j kg0.182eh150100041.7 kg s3600wv502.041.732.2kw

23、0.65ewhn排出管路：排出管路：112m25m0.2mpaa33217. 075. 090的標(biāo)準(zhǔn)彎頭的標(biāo)準(zhǔn)彎頭 閘閥（全開）閘閥（全開） 1.0出口突然縮小出口突然縮小【例 3】 用泵把用泵把20的苯從地下儲(chǔ)罐送到高位槽，流量為的苯從地下儲(chǔ)罐送到高位槽，流量為300 l/min。高位槽液面比高位槽液面比儲(chǔ)罐液面高儲(chǔ)罐液面高10m。泵吸入管路用泵吸入管路用894mm的無(wú)縫鋼管，直管長(zhǎng)為的無(wú)縫鋼管，直管長(zhǎng)為15m，管管路上裝有一個(gè)底閥（可粗略的按旋啟式止回閥全開時(shí)計(jì)）、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭路上裝有一個(gè)底閥（可粗略的按旋啟式止回閥全開時(shí)計(jì)）、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭；泵排出管用；泵排出管用573.5mm的無(wú)縫鋼管，

24、直管長(zhǎng)度為的無(wú)縫鋼管，直管長(zhǎng)度為50m，管路上裝有一個(gè)管路上裝有一個(gè)全開的閘閥、一個(gè)全開的截止閥和三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭。儲(chǔ)罐及高位槽液面上方全開的閘閥、一個(gè)全開的截止閥和三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭。儲(chǔ)罐及高位槽液面上方均為大氣壓。設(shè)儲(chǔ)罐液面維持恒定。試求泵的軸功率。設(shè)泵的效率為均為大氣壓。設(shè)儲(chǔ)罐液面維持恒定。試求泵的軸功率。設(shè)泵的效率為70%?！纠?4】 分析：分析：求泵的軸功率求泵的軸功率柏努利方程柏努利方程z、u、p已知已知求求hf管徑不同管徑不同吸入管路吸入管路排出管路排出管路ffhh范寧公式范寧公式l、d已知已知求求求求re、/d摩擦因數(shù)圖摩擦因數(shù)圖當(dāng)量長(zhǎng)度當(dāng)量長(zhǎng)度阻力系數(shù)阻力系數(shù)查圖查圖【例 4】 解：取

25、儲(chǔ)罐液面為上游截面解：取儲(chǔ)罐液面為上游截面1-1，高位槽液面為下游截面，高位槽液面為下游截面2-2， 并以截面并以截面1-1為基準(zhǔn)水平面，在兩截面間列柏努利方程式。為基準(zhǔn)水平面，在兩截面間列柏努利方程式。fehpugzwpugz2222121122式中：式中：mz10 z021表）(021 pp021 uufehw1081.9fh1 .98（1）吸入管路上的能量損失）吸入管路上的能量損失ahf,【例 4】 ahahahfff,2),(2acaeaaudall式中式中mmmda081. 0814289mla15管件、閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度為管件、閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度為： 底閥底閥(按旋轉(zhuǎn)式止回閥全開時(shí)計(jì)）按旋

26、轉(zhuǎn)式止回閥全開時(shí)計(jì)） 6.3m 標(biāo)準(zhǔn)彎頭標(biāo)準(zhǔn)彎頭 2.7mmale97 . 23 . 6, 進(jìn)口阻力系數(shù)進(jìn)口阻力系數(shù) c=0.5【例 4】 2081. 04601000300ausm/97. 0苯的密度為苯的密度為880kg/m3，粘度為粘度為6.510-4pasaaaudre4105 . 688097. 0081. 051006. 1取管壁的絕對(duì)粗糙度取管壁的絕對(duì)粗糙度=0.3mm，/d=0.3/81=0.0037， 查得查得=0.029)5 . 0081. 0915029. 0(,ahfkgj /28. 4【例 4】 （2）排出管路上的能量損失）排出管路上的能量損失 hf,b2),(2,b

27、ebebbbfudbllh式中式中:mmmdb05. 0505 . 3257mlb50管件、閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度分別為：管件、閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度分別為：全開的閘閥全開的閘閥 0.33m全開的截止閥全開的截止閥 17m三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭 1.63=4.8 mmble13.228 . 41733. 0,【例 4】 出口阻力系數(shù)出口阻力系數(shù) e=1205. 04601000300busm/55. 24105 . 688055. 205. 0reb51073. 1仍取管壁的絕對(duì)粗糙度仍取管壁的絕對(duì)粗糙度=0.3mm，/d=0.3/50=0.006，查得查得=0.0313255.2)105.013.2250

28、0313.0(,2bhfkgj /150【例 4】 （3）管路系統(tǒng)的總能量損失）管路系統(tǒng)的總能量損失:bhahhfff,15028.4kgj /3 .1543 .1541 .98ewkgj /4 .252苯的質(zhì)量流量為：苯的質(zhì)量流量為：ssvw 880601000300skg /4 .4泵的有效功率為：泵的有效功率為：seewwn4 . 44 .252w6 .1110kw11.1泵的軸功率為：/enn 7 . 0/11. 1kw59.1【例 4】 10:29:48541-5 1-5 管路計(jì)算與管路布置原則管路計(jì)算與管路布置原則o一、概述一、概述o二、簡(jiǎn)單管路計(jì)算二、簡(jiǎn)單管路計(jì)算 o三、并聯(lián)管路

29、計(jì)算三、并聯(lián)管路計(jì)算 o四、分支管路計(jì)算四、分支管路計(jì)算 o五、管路布置的一般原則五、管路布置的一般原則 10:29:4855一、概述一、概述1 1、管路計(jì)算內(nèi)容和基本關(guān)系式、管路計(jì)算內(nèi)容和基本關(guān)系式 設(shè)計(jì)型計(jì)算設(shè)計(jì)型計(jì)算 是給定輸送任務(wù)，設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理的輸送管是給定輸送任務(wù)，設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理的輸送管路系統(tǒng)，其核心是管徑。路系統(tǒng)，其核心是管徑。 操作型計(jì)算操作型計(jì)算 是對(duì)一定的管路系統(tǒng)求流量或?qū)σ?guī)定的是對(duì)一定的管路系統(tǒng)求流量或?qū)σ?guī)定的輸送流量計(jì)算所需能量。輸送流量計(jì)算所需能量。 是連續(xù)性方程，柏努力方程（包括靜力學(xué)方程）是連續(xù)性方程，柏努力方程（包括靜力學(xué)方程）及能量損失計(jì)算式（含及能量損失計(jì)算式（

30、含的確定）。的確定）。管路計(jì)算的基本關(guān)系式管路計(jì)算的基本關(guān)系式10:29:4856一、概述一、概述 2、管路分類、管路分類 按管路布局可分為簡(jiǎn)單管路與復(fù)雜管路（包括并聯(lián)管路按管路布局可分為簡(jiǎn)單管路與復(fù)雜管路（包括并聯(lián)管路和分支管路）的計(jì)算。和分支管路）的計(jì)算。按計(jì)算目的有三種命題：按計(jì)算目的有三種命題： （1）對(duì)于已有管路系統(tǒng)，規(guī)定流量，求能量損失或）對(duì)于已有管路系統(tǒng)，規(guī)定流量，求能量損失或we； （2）對(duì)于已有管路系統(tǒng)，規(guī)定允許的能量損失或推動(dòng)力，）對(duì)于已有管路系統(tǒng)，規(guī)定允許的能量損失或推動(dòng)力，求流體的輸送量；求流體的輸送量； （3）規(guī)定輸送任務(wù)和推動(dòng)力，選擇適宜的管徑。）規(guī)定輸送任務(wù)和推動(dòng)力，選擇適宜的管徑。10:29:4857二、簡(jiǎn)單管路計(jì)算二、簡(jiǎn)單管路計(jì)算 1