流體流動(dòng)管路計(jì)算

管路計(jì)算是第六節(jié)管路計(jì)算摩擦阻力計(jì)算式：柏努利方程:連續(xù)性方程：的具體應(yīng)用?，F(xiàn)在是1頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五一、管路的分類(lèi)及特點(diǎn)特點(diǎn)：簡(jiǎn)單管路流體的能量損失具有加和性。1、簡(jiǎn)單管路：由等徑或異徑管段串聯(lián)而成的無(wú)分支管路系統(tǒng)?，F(xiàn)在是2頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五

后兩種情況流速u(mài)或管徑d為未知，因此不能計(jì)算Re，無(wú)法判斷流體的流型，故不能確定摩擦系數(shù)λ。在工程計(jì)算中常采用試差法或其它方法來(lái)求解。已知管徑d、管長(zhǎng)l、流量qV，求管路系統(tǒng)的能量損失和輸送功率。已知管徑d、管長(zhǎng)l、管路系統(tǒng)的能量損失Σhf，求流量qV或流速u(mài)。已知管長(zhǎng)l、流量qV、管路系統(tǒng)的能量損失Σhf，求管徑d。2、簡(jiǎn)單管路計(jì)算現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五例已知某水平輸水管路的管子規(guī)格為管長(zhǎng)為，管子相對(duì)粗糙度，若該管路能量損失,求水的流量為若干？水的密度為，粘度為1厘泊。

解：現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五驗(yàn)算查得重設(shè)再驗(yàn)算現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五并聯(lián)和分支管路稱(chēng)為復(fù)雜管路。ABABC并聯(lián)管路分支管路3、復(fù)雜管路的特點(diǎn)現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五qV=qV1+qV2VAB12證明∑hfAB=∑hf1=∑hf2（各支管單位質(zhì)量流體阻力損失相等）1、并聯(lián)管路現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五注意：并聯(lián)管路阻力損失不具有加和性，絕不能將并聯(lián)的各管段的阻力全部加在一起作為并聯(lián)管路的能量損失。各支管的流量比為：現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五∑H1=∑H2(各支管終點(diǎn)總能量+能量損失相等)0-10-2P1P2012VV1V2對(duì)多個(gè)分支，則有qV=qV1+qV2證明：比較上兩式，得2、分支管路現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五11‘22‘h7m例題：用泵把20℃的苯從地下貯罐送到高位槽，流量為300l/min。高位槽液面比貯罐液面高10m。泵吸入管用

89×4mm的無(wú)縫鋼管，直管長(zhǎng)為15m，管上裝有一個(gè)底閥、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭；泵排出管用

57×3.5mm的無(wú)縫鋼管，直管長(zhǎng)度為50m，管路上裝有一個(gè)全開(kāi)的閘閥、一個(gè)全開(kāi)的截止閥和三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭。貯罐和高位槽上方均為大氣壓。設(shè)貯罐液面維持恒定。試求泵的功率，設(shè)泵的效率為70%?，F(xiàn)在是10頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五式中，z1=0,z2=10m,p1=p2,u10,u2

0

∴W=9.81×10+∑hf解：

依題意，繪出流程示意圖。選取貯槽液面作為截面1，高位槽液面為截面2，并以截面1作為基準(zhǔn)面，如圖所示，在兩截面間列柏努利方程，則有現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五進(jìn)口段：d=89-2×4=81mm,l=15m查圖，得=0.029現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五進(jìn)口段的局部阻力：底閥：le=6.3m彎頭：le=2.73m進(jìn)口阻力系數(shù)：=0.5現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五出口段：d=57-2×3.5=50mm,l=50m查圖，得=0.0313現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五出口段的局部阻力：全開(kāi)閘閥：le=0.33m全開(kāi)截止閥：le=17m標(biāo)準(zhǔn)彎頭(3)：le=1.6×3=4.8m出口阻力系數(shù)：=1.0總阻力：現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五有效功率：軸功率：苯的質(zhì)量流量：泵提供的有用功為：現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五管路計(jì)算要點(diǎn)計(jì)算依據(jù)：

連續(xù)性方程、機(jī)械能衡算方程和范寧公式。管路計(jì)算問(wèn)題分為設(shè)計(jì)型計(jì)算和操作型計(jì)算。管路計(jì)算由于某些變量間較復(fù)雜的非線性關(guān)系，常需要通過(guò)試差或迭代方法求解?，F(xiàn)在是17頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五管路計(jì)算要點(diǎn)簡(jiǎn)單管路阻力損失具有相加性。并聯(lián)管路各支路每kg流體的阻力損失相等。分支管路中每kg流體流動(dòng)終了時(shí)的總機(jī)械能和沿程能量損失之和相等，并且在數(shù)值上等于在分叉點(diǎn)每kg流體具有的總機(jī)械能?，F(xiàn)在是18頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五用離心泵將水由水槽送至水洗塔中，水洗塔內(nèi)的表壓9.807×104N/m2，水槽液面恒定，其上方通大氣，水槽液面與輸送管出口端的垂直距離為20m，在某送液量下，泵對(duì)水作的功為317.7J/kg，管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.018，吸入和壓出管路總長(zhǎng)為110m（包括管件及入口的當(dāng)量長(zhǎng)度，但不包括出口的當(dāng)量長(zhǎng)度）輸送管尺寸為108×4mm，水的密度為1000kg/m3。求輸水量為多少m3/h?，F(xiàn)在是20頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五例在風(fēng)機(jī)出口后的輸氣管壁上開(kāi)一測(cè)壓孔，用U型管測(cè)得該處?kù)o壓力為186mmH2O，測(cè)壓孔以后的管路包括80m直管及4個(gè)90o彎頭。管出口與設(shè)備相通，設(shè)備內(nèi)的表壓為120mmH2O。輸氣管為鐵管，內(nèi)徑500mm。所輸送的空氣溫度為25℃，試估計(jì)其體積流量。解：本題已知風(fēng)機(jī)壓頭求氣體流速，在流速未知時(shí)無(wú)法先計(jì)算Re以求λ、Σhf，故采用試差法?？諝獾钠骄鶋毫?（186+120）/2=154mmH2O1atm（10330mmH2O）及0℃時(shí)空氣的密度為1.293kg/m3，故154mmH2O（表壓）及25℃時(shí)空氣的密度為：現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五25℃時(shí)空氣的粘度：

μ=0.0184cP=1.84×10-5Pa·s在測(cè)壓口處（截面1）與管出口處（截面2）列機(jī)械能衡算式：式中：z1=z2（輸氣管道中，一般情況下Δz可忽略）he=0，u2=0p1=186mmH2O=1825Pap2=120mmH2O=1177Pau1為所求(a)現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期五管路：d=0.5ml=80mle=4×35×0.5=70m(90ole/d=35)將已知值代入式（a