化工原理第三版课件教学课件 作者 陆美娟 张浩勤 主编流体流动6.ppt

《化工原理第三版课件教学课件 作者 陆美娟 张浩勤 主编流体流动6.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六节管路计算本本节的学习目的掌握不同结构管路（简单管路，并联管路及分支管路）的特点，设计型和操作型管路计算方法和步骤，以达到合理确定流量、管径和能量之间的关系。2021/7/221本节重点重点为不同结构管路的特点，如简单管路能量损失具有加和性；并联管路中各支管中的压强降（或能量损失）相等；分支管路中单位质量流体流动终了时的总机械能和沿程能量损失之和相等，并且在数值上等于在分叉点每kg流体具有的总机械能。2021/7/2221-21简单管路一、简单管路计算简单管路如图。其特点为：（1）流体通过各管段的质量流量不变，对于不可压缩流体，则体积流量也不变。(2

2、)整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和。V1,d1V3,d3V2,d2不可压缩流体2021/7/223简单管路计算基本关系式和内容连续性方程式柏努利方程式能量损失计算式摩擦系数雷诺准数*基本关系式2021/7/224*计算内容（1）对于已有管路系统，规定流量，求能量损失或We；（2）对于已有管路系统,规定允许的能量损失或推动力，求流体的输送量；（3）规定输送任务和推动力，选择适宜的管径。2021/7/225（一）设计型计算选择适宜流速确定经济管径*计算类型（1）供液与需液点的距离，即管长l；（2）管道材料与管件的配置，即及Σξ,（3）需液点的位置z

3、2及压力p2；（4）输送机械We。给定条件：设计要求：规定输液量V，确定一经济的管径及供液点提供的位能z1(或静压能p1)。2021/7/226（二）操作型计算已知：管子d、、l，管件和阀门Σξ，供液点z1、p1，需液点的z2、p2，输送机械W；求：流体的流速u及供液量V。已知：管子d、、l、管件和阀门Σξ、流量V等，求：供液点的位置z1；或供液点的压力p1；或输送机械有效功W。即求所需的输送动力。2021/7/227试差法计算流速的步骤：（1）根据柏努利方程列出试差等式；（2）试差：符合？可初设阻力平方区之值注意：若已知流动处于阻力平方区或层流，则

4、无需试差，可直接解析求解。2021/7/228例已知输水管路的尺寸为ф89×3.5mm,管长为138m(包括管件的当量长度),管子相对粗糙度为0.0001.若该管路能量损失为50J/kg.求水的流量为若干?水的密度及粘度分别为1000kg/m3及1mPa·s.解:2021/7/2292021/7/2210三、阻力对管内流动的影响pApBpaF1122AB阀门F开度减小时：（1）阀关小，阀门局部阻力系数ξ↑→hf,A-B↑→流速u↓→即流量↓；2021/7/2211（2）在1-A之间，由于流速u↓→hf,1-A↓→pA↑；（3）在B-2之间，由于流速u

5、↓→hf,B-2↓→pB↓。结论：（1）当阀门关小时，其局部阻力增大，将使管路中流量下降；（2）下游阻力的增大使上游压力上升；（3）上游阻力的增大使下游压力下降。可见，管路中任一处的变化，必将带来总体的变化，因此必须将管路系统当作整体考虑。2021/7/22121-22复杂管路一、并联管路AVV1V2V3B1、特点：（1）主管中的质量流量为并联的各支路质量流量之和；2021/7/2213（2）并联管路中各支路的能量损失均相等。注意：计算并联管路阻力时，仅取其中一支路即可，不能重复计算。对于不可压缩流体：VS=VS1+VS2+VS32021/7/22142

6、.并联管路的流量分配而支管越长、管径越小、阻力系数越大——流量越小；反之——流量越大。2021/7/2215COAB分支管路COAB汇合管路二、分支管路与汇合管路2021/7/22161、特点：（1）主管中的流量为各支路流量之和；不可压缩流体（2）流体在各支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等。2021/7/2217例常温水流过一根水平钢管，管长为80m，要求达到的流量为40m3/h，有4m的压头可供克服流动的摩擦损失，试求管径。取水的密度为1000kg/m3，粘度为1×10-3Pa·s（设钢管的绝对粗糙度为0.2mm）.解:简单管路的设计型计算问题

7、,待求量为d。由于d未知,即使V已知,u也无法求,无法计算Re,不能确定λ,故须用试差法计算。2021/7/2218湍流时λ值多在0.02～0.03之间,可先假设λ=0.023,由试差方程解得d=0.086m。然后再校核:查莫狄图，得＝0.025，与原假设不符，以此值重新试算,得:m,m/s,0874.0=d查图得＝0.025，与假设相符，试差结束.由管内径d=0.0874m,查附录表,选用ф114×4mm的热轧无缝钢管合适,其内径为106mm，比所需略大，则实际流速会更小，压头损失不会超过4m，可满足要求。或者可用式子算,如,试差步骤相似.2021/7

8、/2219例粘度为30cP、密度为900kg/m3的某油品自容器A流过内径40m