第五节 管路计算.ppt

文档介绍：第五节 管路计算
一、简单管路
----没有分支和汇合
特点:
1、稳定流动,通过各管段的质量流量不变,对不
可压缩均质流体,则体积流量不变,即
2、整个管路的总摩擦损失为各管段及各局部摩擦损失之和,即
第五节 管路计算
一、简单管路
---指给定输送任务,如流量Vs,要求设计出经济、合理的管路,主要指确定优化的管径d。
对给定的流量Vs,若选定的u 越小,则d越大,导致设备费用也越大;反之,u越大,则d 越小,设备费用越小,但流体流动过程中的阻力损失却随u 增大而变大,于是,输送流体所需的有效功率就越大,这意味着操作费用的增加。
使上述总费用为最小的平均流速称为优化流速uopt或经济流速。
一、简单管路
表1-4 某些流体的经济流速范围
流体类别
经济流速范围/ ms-1
流体类别
经济流速范围/ ms-1
水及黏度相近液体
油及黏度较大的液体
低压气体(<1MPa)
易燃、易爆的低压气体
3
1
820
<8
压力较高的气体
饱和水蒸汽:1MPa以下
1~4MPa
4~12 MPa
1525
1520
2040
4060
一、简单管路
-----管路系统已定,要求核算出在操作条件改变 时管路系统的输送能力或某项技术指标。
操作问题举例:
设计型问题举例:详见教材。
作业:
习题课:操作问题举例
解:(1)管内流量
1-1面和2-2面(出口截面外侧)间有:
【例】现将阀门开度减小,试定性分析以下各流动参数:管内流量、阀门前后压力表读数pA、pB、摩擦损失hf(包括出口)如何变化?
不变
不变
(动能+位能+静压能)
一般变化很小,可近似认为是常数
(2)pA :1-1面和A-A面间有:
习题课:操作问题举例
【例】现将阀门开度减小,试定性分析以下各流动参数:管内流量、阀门前后压力表读数pA、pB、阻力损失hf(包括出口)如何变化?
(3)pB :B-B面和2-2面(出口截面内侧)间有:
不变
不变
(4)阻力损失hf(包括出口)
1-1面和2-2面(出口截面外侧)间有:
不变
习题课:操作问题举例
结论:
简单管路中局部阻力系数,如阀门关小
这个规律具有普遍性。
管内流量,
阀门上游压力,
下游压力。
作业:
习题课:操作问题举例
在这类问题中,若u未知,则也未知,求解时需试差。通常将作为试差变量(因为变化范围不大),可取已进入阻力平方区的~。
【例】在风机出口后的输气管壁上开一测压孔,用U 型管测得该处静压为186 mmH2O。测压孔以后的管路包括80 m直管及4个90°弯头。管出口通向表压为120 mmH2O的设备。输气管为铸铁管,内径500 mm。所输送的空气温度为25℃,试估计其体积流量。
解:
80 m 4个90°弯头
A
B
pA=186 mmH2O
pB=120 mmH2O
铸铁管,d=
管内平均压力(绝)
故可按不可压缩流体处理。
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习题课:操作问题举例
80 m 4个90°弯头
A
B
pA=186 mmH2O
pB=120 mmH2O
铸铁管,d=
在A与B间列机械能衡算式:
kgm-3
90°弯头le/d=35
(1)
设初值λ
求出d、u
比较λ计与初值λ是否接近
是
否
修正λ