文档介绍：1
第2章气体管流水力特征与水力计算
主要内容
气体输配管网水力计算
水力计算的基本原理和方法
气体管流
的水力特征
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气体管流水力特征
气体重力管流水力特征
气体压力管流水力特征
压力和重力综合作用下气体管流水力特征
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气体重力管流水力特征
管流的能量方程
1-2断面的能量方程:
(2-1-1)
静压-
动压-
位压-
阻力-
当密度差由温差引起时,工程上将此时的位压称为热压
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讨论几种情况:
(1)竖向开口管道
若1、2断面位于进口外和出口处,这时静压均为0,进口流速为0,则:
也可以将出口的动压损失视为出口的一种流动局部阻力,则:
(2-1-2)
上式表明:流动阻力依靠位压(即重力的作用)克服,流动方向取决于管内外的密度差。
以厨房排烟管网为例:当没有开启排风机、且未设防倒流阀,夏季竖井中温度低,室外空气经竖井进入室内;冬季竖井温度高,室内空气进入竖井。
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(2)U型管道内的重力流
通过列写断面1-D、断面D-2的能量方程,综合后得到:
上式表明:进、出口位于相同标高时,流动动力是竖管内的密度差与高差的乘积,与管外大气密度无关。流动方向取决于竖管内密度的相对大小。
请分析1、2断面高差不等的情况。
(2-1-2)
若断面1和2分别在进口和出口外,将进口和出口的阻力损失放在Δp1~2中,上式可以简写成:
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(3)闭式管道内的重力流
将U型管的1、2断面合为一体,形成闭式循环管道,则:
上式表明闭式管道内的重力流与进出口断面等高的U型竖管重力流具有相同的水力特征。
式中Δpl表示环路阻力。
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气体压力管流水力特征
压力管流的能量方程
当位压为零而且没有机械动力装置时:
(2-1-7)
定义全压为,则上式变成:
(2-1-8)
表明:位压为0的管流中,两断面之间的流动阻力是靠全压差克服的。管段没有外界动力输入时,下游断面的全压低于上游断面。
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断面间静压的关系:
可以通过改变流速在一定范围内调整静压
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压力和重力综合作用下的气体管流水力特征
压力和重力综合作用下的能量方程
(2-1-11)
式中:
断面之间的全压差反映压力作用;
位压反映重力作用;
二者综合作用克服流动阻力,维持管内流动。
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若压力(Pq1-Pq2)驱动的流动方向与位压一致,则二者综合作用加强管内气体流动;若驱动方向相反,则由绝对值大者决定管流方向,绝对值小者实际上成为另加流动阻力。
例如,空调建筑装有排气风机的卫生间排气竖井:冬季在位压的辅助作用下,排气能力明显加强;夏季排气风机除克服竖井的阻力时,还要克服位压,排气能力削弱,尤其是高层建筑。