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1、第九讲简单管路及管径的选择【学习要求】1.理解简单管路的概念。2.会进行简单管路的计算。3.了解某些流体在管道内的常用流速范围，能根据适宜流速选择管道的直径。【预习内容】1.流体在做稳定流动时的连续性方程为o若不可圧缩的流体在圆管内流动时连续性方程为■2.以1炖流休为衡算基准的伯努利方程式为,以1N流体为衡算基准的伯努利方程式为o3.管路总能量损失的计算公式为o当管路由若干直径不同的管路组成时，管路的总能量损失应,然后再求其和。4.流体的体积流量与流速的关系为。【学习内容】一、简单管路的概念通常把流休从是在一根管路屮流动并无的管路称为简单管路。组成管路的管了的頁径可以，也
2、可以,后者又称为串联管路。二、简单管路的计算有如下三种情况：1.己规定出及流体输送量，求流体通过此管路系统的能量损失。2.已规定，求管路的输送量。3.已规定求管径。二、管径的选择1.最合理的管径应该使费用与费用之和为最小。2.选择管道宜径时，一般先选择，然后根据流量计算，最后在标准管子规格中选出内径相近的管子规格。【典型例题】例1常温的自来水从高位槽A经＜p57x3.5mm钢管送入密闭容器B内，容器B上方压强表读数为5.08xio4Pa0高位槽与容器的液面恒定，两者间的垂直距离为15m,己知直管长度与全部的当量长度Z和为83im试求该管路最大输水量为多少？取水的密度为10
3、00kg/n?、粘度为lcP、管壁粗糙度8=0.2ninio例2管路总长度(1+Lle)为100m,要求水在钢管中的流量为27m3/h,水温为10°C,输送过程中允许压头损失为4mH2O,试确定管路的直径。取管壁绝对粗糙度e=0.2mmo【随堂练习】1.把高位槽内293K的苯放入位置较低的常压设备内。管子为内径等丁25mm、总长度(包括肓•管长度与局部阻力的当量长度)为30m,高位槽液面与设备液面的距离保持5m。求体积流量。2.某工厂需要敷设一条输送自来水的管道，输水量为42000kg/h,试设计所需的管道直径。3.密度为1000kg/粘度为lcP的水，以10m3/h的流
4、量在内径为45mm的水平光滑管内流动，在管路某处流体的静压强为150kPa（表压），若管路的局部阻力可忽略不计，则距该处100m下游处流体的静压强为多少Pa（绝对压强）？【课后练习】一、简答题1.管路分哪几种？各有什么特点?2.什么是简单管路？简单管路的计算有哪儿种？它们的计算方法有何特点?3.当流量给定时，怎样确定管径？管径是否越小越好？为什么?二、计算题1.管内输送的是20°C的25%CaCl2的水溶液，更质量流量为5000kg/h0试按有缝钢管规格选择适宜的普通级管子类型。2.从水塔引水至车间，采用（pll4x4nini的有缝钢管，其计算长度（包括直管、管件和阀门的
5、当量长度）为150m。设水塔内水面维持恒定，且高丁•排水管口12m,试求水温为285K时水的流量品/h。（取管子绝对粗糙度e=0.3mm）o3.水通过倾斜变径管段（A-B）而流动，如本题附图所示。已知：内径d^lOOmm,内径d2=200mm,水的流量为120n?/h,在截血A与B处接一U形管水银压并计，Jt•读数R=18imn,A、B两点间的垂直距离h=0.3mo试求：（1）A、B两截面间的压强差为若TPa?（2）A、B管段的流动阻力为若干J/kg?第九讲【典型例题】例1本题应根据伯努利方程先求出Lhf,再rhzhf的计算式，通过试差法确定流速u,从而求出流量qm=14
6、130kg/ho例2本题也须用试差法求算管径，应选择管径为（p88.5x4mnx【随堂练习】1.qv=3.25rn/h2.应选（p108x4mm3.p=1.87x105Pa【课后练习】一、简答题1.管路分为简单管路和复杂管路两种。简单管路是市等径或界径管段串联而成，其特点是：（1）流体通过各管段的质量流量相等；（2）总能量损失等于各管段之和。复杂管路有并联管路和分支管路，其特点是：（1）上管流量等于各分支管流量之和；（2）各分支管能量损失相等。2.简单管路是指流体从进口到出口是在一根管路中流动并无分支的管路。简单管路的计算有三种情况：（1）已规定出管径、管长、管件和阀门的
7、设置及流体输送量，求流体通过此管路系统的能量损失，以便进一步确定设备内的压强；（2）已规定出管径、管长、管件和阀门的设宣及允许的能量损失，求管路的输送量；（3）已规定管长、管件和阀门的设置、允许的能量损失及流体的流量，求管径。它们的计算方法的特点是必须用试差法进行计算。3.确定管径的方法：（1）在适宜的流速范围内选定一个合理的流速；（2）计算管径；（3）根据管子标准选用与计算的到的管径相近的管子规格。管径并非越小越好，因为管径越小，流体流动时的能量损失越大。一•、计算题1.取u=1.5m/s,可选（p33.50x3.25mm2
