文档介绍：1 第五节管路计算管路依据其连接和布设情况分为简单管路和复杂管路。简单管路:流体从入口到出口在一条管路中流动,无分支或汇合。简单管路(1)流体通过各管段的质量流量不变: ms1 = ms2 = ms 不可压缩流体:Vs1 = Vs2 = Vs (2) 整个管路总阻力损失为各段损失之和: Σ wf=Σ wf1 +Σ wf2 +Σ wf32 连续性方程管路计算理论基础: 2 )( 2 2 21 1ud lgz pWgz p e????????????????????d du?????, 柏努利方程摩擦系数根据计算目的,通常可分为设计型和操作型两类。 4 Vs du??g ud lh f2 2??范宁公式 3 设计要求: 已知设计任务(规定输送量 Vs),确定合理的管径d : ?(1)供液与需液点的距离,即管长 l+l e; ?(2)管道材料与管件的配置,即及; ?(3)需液点的位置 z 2及压力 p 2; ???先选择适宜流速,再设计计算。流速的选择:对生产费用作经济衡算总费用的最低对应流速 4 Vs du??(1)设计型计算 4 (2)操作型计算对于已知的管路系统,核算给定条件下的输送能力或某项技术指标。两种类型: 已知: d 、l、Σζ、Δz、 p1 、 p2 ,计算管道中流体的流速 u及供液量 Vs ; 已知: Vs 、d、l、Σζ、 p1 、 p2 ,确定设备间相对位置,或完成输送任务所需功率。 5 试差步骤: (1)由柏努利方程、连续性方程或范宁公式列试差方程; R e εdu ? ???????????假设查可初设阻力平方区之值(2)试差: 符合? 若已知流动处于层流区,则无须试差, 可直接由解析法求解。 6 例常温水在一根水平钢管中流过,管长为 80m ,要求输水量为 40m3/h ,管路系统允许的压头损失为 4m ,取水的密度为 1000kg/m3 ,粘度为 1× 10-3 Pa ·s,试确定合适的管径。(设钢管的绝对粗糙度为 )-设计型解:水在管中的流速 222 01415 .0 785 .0 3600 40 4 ddd Vu s????代入范宁公式 g ud lh f2 2?? 2) 01415 .0(81 .92 180 4dd???? 45 10 041 .2 ???d 试差方程 7 湍流时值多在 ~ 之间,可先假设? 023 .0?? 086 .0?d 由试差方程解得 m 校核? 91 .1086 .0 01415 .001415 .0 22???d u m/s 5 310 64 .110 1 91 .11000 086 .0 Re??????????ud0023 .0086 .0 10 3????d ?= ,与原假设不符, 值重新试算,得?? 0874 .0?dm , m/s , 85 .1?u 5 10 62 .1 Re??= ,与假设相符,试差结束。查得?管内径 0874 .0?d m 例 1-11 1-12 8 Af AAAW pugz pugz ???????? 1 2 1 2112 12 1?? Af AAW pugz ????? 1 212 1?2 )1( 211 A Aud lpgz???????阻力对管内流动的影响:(例 1- 13 ) 阀门开度减小时: (1)阀关小,阀门局部阻力增大,流量下降,流速 u↓。(2)在 1~1 与 A~A 截面间列柏努利方程: 简化得或显然,阀关小后 uA ↓, pA ↑,即阀前压力增加。(3)同理,在 B~B ′与 2~2 ′截面间列柏努利方程, 可得:阀关小后 uB ↓, pB ↓,即阀后压力减小。 pA pB 9 ?当阀门关小时,局部阻力增大,将使管路流量减小; ?下游阻力增大使上游压力增加; ?上游阻力增大使下游压力下降。?管路中任一处的变化,将带来总体的变化,须将管路系统当作整体考虑。结论: 10 :主管路分为几支管路后,又汇合成一条主管。特点: (1)主管流量为并联的各支路流量之和, 对不可压缩性流体, 复杂管路: 321SSSSVVVV???(2)由流量分配原则,并联各支路的阻力损失相等, fAB fffW W W W??????? 321123 对并联各支路: EtA = EtB +Σ wf1 = EtB +Σ wf2 = EtB +Σ wf3 O O'