流體流動-(管路計算)

1、管路計算是管路計算是fupuphgzWgz222122221122udlfh摩擦阻力計算式：摩擦阻力計算式：柏努利方程柏努利方程: :連續(xù)性方程：連續(xù)性方程：2211uAuA的具體應(yīng)用。的具體應(yīng)用。h21特點：特點：32121 ,ffffWWWWmqAuAu222111簡單管路流體的能量損失具有加和性簡單管路流體的能量損失具有加和性。 后兩種情況流速后兩種情況流速u或管徑或管徑d為未知，因此不能計算為未知，因此不能計算Re，無法，無法判斷流體的流型，故不能確定摩擦系數(shù)判斷流體的流型，故不能確定摩擦系數(shù)。在工程計算中常采。在工程計算中常采用用試差法或其它方法試差法或其它方法來求解。來求解。v已知

2、管徑已知管徑d d、管長、管長l l、流量、流量q qV V，求管路系統(tǒng)的能量損，求管路系統(tǒng)的能量損失和輸送功率。失和輸送功率。v已知管徑已知管徑d d、管長、管長l l、管路系統(tǒng)的能量損失、管路系統(tǒng)的能量損失hhf f，求，求流量流量q qV V或流速或流速u u。v已知管長已知管長l l、流量、流量q qV V、管路系統(tǒng)的能量損失、管路系統(tǒng)的能量損失hhf f，求，求管徑管徑d d。mm5 . 398m1380001.0dmHf1 . 531000mkg02. 0：設(shè)解：解：lgdHuf2gudlgWHff221724. 113802. 08 . 91 . 5082. 02smu0001.

3、 0d驗算驗算5310141. 11011000724. 1082. 0Redu)02. 0(0175. 0查得查得0175. 0重設(shè)重設(shè)1843. 11380175. 081. 91 . 5082. 02smu再驗算再驗算0.0175,1051. 1Re5查得133221073. 9843. 1)082. 0(785. 04smudqv并聯(lián)和分支管路稱為復(fù)雜管路。并聯(lián)和分支管路稱為復(fù)雜管路。ABABC并聯(lián)管路并聯(lián)管路分支管路分支管路 qV=qV1+qV2VAB1212222fgugpBgugpAhzzBBAA22222fgugpBgugpAhzzBBAAfABgugpBgugpAhzzBBA

4、A222221fffABhhh證明證明hfAB= hf1 =hf2 （各支管單位質(zhì)量流體阻各支管單位質(zhì)量流體阻力損失相等力損失相等）注意：注意：并聯(lián)管路阻力損失不具有并聯(lián)管路阻力損失不具有加和性加和性，絕不能將，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。量損失。532233352222225122111888dVldVldVlhfi522282dlVudlhf各支管的流量比為：各支管的流量比為：335322521151321:ldldldVVVH1= H2 (各支管終點總能量各支管終點總能量+能量損失相等能量損失相等)11212

5、0211200Hhzzfgugpgugp222220222200Hhzzfgugpgugp222121222211fgugpfgugphzhz0-10-2iHHH21P1P2012VV1V2對多個分支，則有對多個分支，則有 qV=qV1+qV2證明證明：比較上兩式，得比較上兩式，得1122h7m例題：例題：用泵把用泵把2020的苯從地下貯罐送到高位槽，流量為的苯從地下貯罐送到高位槽，流量為300 300 l l/ /minmin。高位槽液面比貯罐液面高。高位槽液面比貯罐液面高10m10m。泵吸入管用。泵吸入管用 89894mm4mm的無縫鋼管，直管長為的無縫鋼管，直管長為15m15m，管上裝有

6、一個底閥、一個標(biāo)準(zhǔn)彎，管上裝有一個底閥、一個標(biāo)準(zhǔn)彎頭；泵排出管用頭；泵排出管用 57573.5mm3.5mm的無縫鋼管，直管長度為的無縫鋼管，直管長度為50m50m，管，管路上裝有路上裝有一個全開的閘閥、一個全開的閘閥、一個全開的截止閥和三個標(biāo)準(zhǔn)彎頭。一個全開的截止閥和三個標(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)泵的效率為的功率，設(shè)泵的效率為70%70%。fupuphgzWgz2221222211式中，式中，z z1 1=0, z=0, z2 2=10m, p=10m, p1 1=p=p2 2, u, u1

7、 1 0, u0, u2 2 0 0 W W=9.81=9.8110+10+hhf f局直fffhhh解：解： 依題意，繪出流程示意圖。選取貯槽液面作為依題意，繪出流程示意圖。選取貯槽液面作為截面截面1，高位槽液面為截面，高位槽液面為截面2，并以截面，并以截面1作為基準(zhǔn)面，作為基準(zhǔn)面，如圖所示，如圖所示，在兩截面間列柏努利方程，則有在兩截面間列柏努利方程，則有22udlfh直進口段：進口段：局直（進口段）hhhfd=89-24=81mm, l=15m5105 . 688097. 0081. 01006. 14dueRsmu/97. 024081. 06010003000037. 0,3 . 0

8、813 . 0dmm查圖，查圖， 得得 =0.0292222eufudlfhh局局或進口段的局部阻力：進口段的局部阻力：底閥：底閥：l le e=6.3m =6.3m 彎頭：彎頭：l le e=2.73m=2.73m進口阻力系數(shù)：進口阻力系數(shù)： =0.5=0.5kgJhudllfe/28. 4 5 . 0029. 0 )(297. 0081. 0)7 . 23 . 6(15222（進口段）出口段：出口段：局直（出口段）hhhf22udlfh直2222eufudlfhh局局或d=57-23.5=50mm, l=50msmu/55. 22405. 06010003005105 . 688097.

9、005. 01073. 14dueR006. 0,3 . 0503 . 0dmm查圖，查圖， 得得 =0.0313出口段的局部阻力：出口段的局部阻力：全開閘閥：全開閘閥： l le e=0.33m=0.33m全開截止閥：全開截止閥：l le e=17m=17m標(biāo)準(zhǔn)彎頭標(biāo)準(zhǔn)彎頭(3)(3)：l le e=1.6=1.63=4.8m3=4.8m出口阻力系數(shù)：出口阻力系數(shù)： =1.0=1.0kgJhudllfe/150 10313. 0)(255. 205. 013.2250222（進口段）kgJhhhfff/3 .15415028. 4出口進口總阻力：總阻力：有效功率：有效功率：軸功率：軸功率：k

10、WWNe11.14 .44 .252kWNNe59.17.0/11.1/苯的質(zhì)量流量：苯的質(zhì)量流量：skgV/4 . 4880601000300kgJW/4 .2523 .1541 .98泵提供的有用功為：泵提供的有用功為：用離心泵將水由水槽送至水洗塔中，水洗塔內(nèi)的表壓用離心泵將水由水槽送至水洗塔中，水洗塔內(nèi)的表壓9.8079.80710104 4N/mN/m2 2 ，水槽液面恒定，其上方通大氣，水槽液面與輸送管出口端，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的垂直距離為20m20m，在某送液量下，泵對水作的功為，在某送液量下，泵對水作的功為317.7J/kg317.7J

11、/kg，管，管內(nèi)摩擦系數(shù)為內(nèi)摩擦系數(shù)為0.0180.018，吸入和壓出管路總長為，吸入和壓出管路總長為110m110m（包括管件及入（包括管件及入口的當(dāng)量長度，但不包括出口的當(dāng)量長度）輸送管尺寸為口的當(dāng)量長度，但不包括出口的當(dāng)量長度）輸送管尺寸為1081084mm4mm，水的密度為水的密度為1000kg/m1000kg/m3 3。求輸水量為多少。求輸水量為多少m3/hm3/h。例例 在風(fēng)機出口后的輸氣管壁上開一測壓孔，用在風(fēng)機出口后的輸氣管壁上開一測壓孔，用U U型管測得該型管測得該處靜壓力為處靜壓力為186mmH186mmH2 2O O，測壓孔以后的管路包括，測壓孔以后的管路包括80m80m

12、直管及直管及4 4個個9090 彎頭。管出口與設(shè)備相通，設(shè)備內(nèi)的表壓為彎頭。管出口與設(shè)備相通，設(shè)備內(nèi)的表壓為120mmH120mmH2 2O O。輸。輸氣管為鐵管，內(nèi)徑氣管為鐵管，內(nèi)徑500mm500mm。所輸送的空氣溫度為。所輸送的空氣溫度為25 25 ，試估，試估計其體積流量。計其體積流量。解：解： 本題已知風(fēng)機壓頭求氣體流速，在流速未知時無法先計本題已知風(fēng)機壓頭求氣體流速，在流速未知時無法先計算算ReRe以求以求、hhf f，故采用試差法。故采用試差法?？諝獾钠骄鶋毫諝獾钠骄鶋毫? =（186+120186+120）/2=154mmH/2=154mmH2 2O O1atm1atm（10

13、330mmH10330mmH2 2O O）及）及00時空氣的密度為時空氣的密度為1.293kg/m1.293kg/m3 3，故，故154mmH154mmH2 2O O（表壓）及（表壓）及2525時空氣的密度為：時空氣的密度為：3/202. 1)25273273)(103301541 (293. 1mkg25時空氣的粘度：時空氣的粘度： =0.0184cP=1.8410-5Pas在測壓口處（截面在測壓口處（截面1）與管出口處（截面）與管出口處（截面2）列機械能衡算式：）列機械能衡算式：式中：式中：z z1 1=z=z2 2（輸氣管道中，一般情況下（輸氣管道中，一般情況下zz可忽略）可忽略） h

14、he e=0=0，u u2 2=0=0 p p1 1=186mmH=186mmH2 2O=1825PaO=1825Pa p p2 2=120mmH=120mmH2 2O=1177PaO=1177Pa u u1 1為所求為所求fehgugpzhgugpz2222222111(a)管路：管路： d=0.5m l=80m le=435 0.5=70m(90le/d=35) gugugudllhef23002)5 .07080(2)(212121) 1(2/2/)(0212100突擴guguhfguhhhfff2/) 1300()(210將已知值代入式（將已知值代入式（a）：）：guggug2) 1300(0202. 1117702202. 118252121化簡得：化簡得：59.321u設(shè)設(shè)=0.02，代入上式，解出，代入上式，解出u1=13.4m/s。001. 05005 . 0