化工流體流動(dòng)課件：1-5管路計(jì)算

1、化化 學(xué)學(xué) 工工 程程 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)管路計(jì)算管路計(jì)算 管路計(jì)算是綜合運(yùn)用連續(xù)性方程、柏努利方程、范寧公式計(jì)算流動(dòng)過(guò)程中的壓頭損失、輸送的流體量或應(yīng)選用的管徑等，作為選用輸送設(shè)備和管道布置設(shè)計(jì)的依據(jù)?；?學(xué)學(xué) 工工 程程 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)分支管路管路計(jì)算管路計(jì)算管路管路：由管材、管件、閥門(mén)等按一定方式聯(lián)接而成的、供流體流動(dòng)或輸送的設(shè)施。簡(jiǎn)單管路：復(fù)雜管路：從進(jìn)口到出口沒(méi)有分支的管路變徑管路管徑不變并聯(lián)管路化化 學(xué)學(xué) 工工 程程 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)簡(jiǎn)單管路的計(jì)算簡(jiǎn)單管路的計(jì)算1、已知管徑、管長(zhǎng)、管件及閥門(mén)的設(shè)置、流體輸送 量，求流體通過(guò)管路的能量損失，以便進(jìn)一步確 定輸送設(shè)備所加入的外功、設(shè)備內(nèi)的壓強(qiáng)或設(shè)備 間

2、的位置等。即： 已知d、l、Vs、u，求Hf。解題步驟：由d、 Vs按 求u;由 求Re，判斷流型并求；按 計(jì)算能量損失。24dVusduRe2)(2udllhef化化 學(xué)學(xué) 工工 程程 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)例題例題如附圖所示，料液由敞口高位槽流入精餾塔中。塔內(nèi)進(jìn)料處的壓力為30kPa(表壓)，輸送管路為452.5mm的無(wú)縫鋼管，直管長(zhǎng)為10m。管路中裝有180回彎頭一個(gè)，90標(biāo)準(zhǔn)彎頭一個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)截止閥（全開(kāi)）一個(gè)。若維持進(jìn)料量為5m3/h，問(wèn)高位槽中的液面需高出進(jìn)料口多少米？操作條件下料液的物性 ：3kg/m890Pa3102 . 1 h化化 學(xué)學(xué) 工工 程程 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)解：如圖取高位槽中液面為1-1面

3、，管出口內(nèi)側(cè)為 2-2截面，且以過(guò)2-2截面中心線的水平面為基 準(zhǔn)面。在1-1與2-2截面間列柏努利方程：fhpugzpugz222212112121其中：Z1=h; u10; p1=0(表壓); Z2=0; p2=20kPa(表壓)； smdVus/1 . 104. 0785. 0360054222管路總阻力 22udlhhhfff化化 學(xué)學(xué) 工工 程程 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)431001. 3103 . 11 . 189004. 0Reud取管壁絕對(duì)粗糙度 mm3 . 00075. 0403 . 0d則查得摩擦系數(shù)036. 0各管件的局部阻力系數(shù)：5 . 05 . 175. 04 . 6進(jìn)口突然縮小

4、180回彎頭 90標(biāo)準(zhǔn)彎頭 標(biāo)準(zhǔn)截止閥（全開(kāi)） 15. 94 . 675. 05 . 15 . 0kgJudlhf/98.1021 .115.904.010036.0222m62. 481. 9/ )98.1021 . 18901030(/ )2(23222ghuphf化化 學(xué)學(xué) 工工 程程 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 此類(lèi)問(wèn)題，因未知，故無(wú)法計(jì)算u、Re、，需采用試差法，步驟如下：2、已知管長(zhǎng)、管件或閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度、流體的流量及 允許的能量損失，求管徑。已知：l、Vs、Hf、，求d。22udlHf2875. 0dVus22)875. 0(dVdlHsf 設(shè)一設(shè)dRe求，比較設(shè)與求，若接近，則問(wèn)題解決，若不接

5、近，則重設(shè)設(shè)，重復(fù)進(jìn)行。設(shè)取阻力平方區(qū)的值03.0設(shè)設(shè)求化化 學(xué)學(xué) 工工 程程 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)例題例題如圖所示，密度為950kg/m3、黏度為1.24Pas的料液從高位槽送入塔中，高位槽內(nèi)的液面維持恒定，并高于塔的進(jìn)料口4.5m，塔內(nèi)表壓強(qiáng)為3.82103Pa。送液管道的直徑為45mm2.5mm，長(zhǎng)為35m（包括管件及閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度，但不包括進(jìn)、出口損失），管壁的絕對(duì)粗糙度為0.2mm。試求輸液量為若干m3/h。化化 學(xué)學(xué) 工工 程程 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)例題例題解：以高位槽液面為上游截面1-1，輸液管出口內(nèi)側(cè)為下游截面2-2，并以的中心線為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程，得fhpugzpugz2222

6、12112121mZ5 . 4102Z01uuu 2)(01表壓p)(1082. 332表壓Pap2)5 . 004. 035(2)(22uudllhef式中：將以上各值代入柏努利方程，并整理得出管內(nèi)料液的流速為5 . 187525.805 . 104. 035)9501082. 35 . 481. 9(23u化化 學(xué)學(xué) 工工 程程 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)例題例題005. 040/2 . 0/d03. 0smu/70. 15 . 103. 087525.80設(shè)(流動(dòng)進(jìn)入阻力平方區(qū)時(shí)的數(shù)值)代入解得：431021. 51024. 195070. 104. 0Redu查圖得：032. 003. 0067. 003. 003. 0032. 0032. 0重設(shè)代入解得：smu/65. 141006. 5Re0322. 003. 000625. 0032. 0032. 00322. 0符合要求，所以hmudVh/46. 765. 104