管路公式.doc

ξ1-5 管路计算 概述 　 　 1.管路计算内容和基本关系式 1.管路分类 　 简单管路计算 　 并联管路计算 　 分支管路计算 　 1-7 流量测量仪 一.差压流量计 　 　 1.测速管 2.孔板流量计 3.文丘里（Venturi）流量计 二. 截面流量计—转子流量计 　 　 　 　 　 概述 （一）管路计算内容和基本关系式 管路计算的目的是确定流量、管径和能量之间的关系。管路计算包括两种类型，即 设计型计算 是给定输送任务，设计经济合理的输送管路系统，其核心是管径。该类计算为为定解问题，存在参数优化选择。 操作型计算? 是对一定的管路系统求流量或对规定的输送流量计算所需能量。 管路计算的基本关系式是连续性方程，柏努力方程（包括静力学方程）及能量损失计算式（含λ的确定）。 由于某些变量间较复杂的非线性关系，除能量计算外，一般需试差计算或迭代方法求解。 （二）管路分类 1．按管路布局可分为简单管路与复杂管路（包括并联管路和分支管路）的计算。 2．按计算目的有三种命题： （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。 前两类命题属操作型计算，第3类命题属设计型计算。除求能量损失或We外，一般需进行试差计算。试差计算方法随题给条件差异而不同。复杂管路系统中任一参数的改变，都会引起其它参数的变化及流量的重新分配。 返回目录 简单管路计算 由等径或异径管段串联而成的管路系统称为简单管路（Simple pipeline）。流体通过各串联管段的流量相等，总阻力损等于各管段损失之和。 1．简单管路操作型计算 对一定的流体输送管路系统，核算在给定条件下的输送量或能量损失。 2．简单管路设计型计算 对于规定流量和推动力求管径的设计型计算，仍需试差法。试差起点一般是先选流速u，然后计算d和We。由于不同的u对应一组d与We，需要选择一组最经济合理的数据—优化设计。 返回目录 并联管路计算 【播放动画】并联管路1-13 流体流经图1-28所示的并联管路(shunt-wound pipeline)系统时，遵循如下原则： 主管总流量等于各并联管段之和，即 V=V1+V2+V3??????? 各并联管段的压强降相等，即 或 各并联管路中流量分配按等压降原则计算，即 返回目录 分支管路计算 【播放动画】分支管路1-14 流体经图1-29所示的分支管路（branch pipeline）系统时，遵如下原则： 主管总流量等于各支管流量之和，即? V=V1+V2 单位质量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，即 流体流经各支管的流量或流速必须服从上两式。 返回目录 §1-7 流量测量仪 一.差压流量计 差压式流量计又称定截面流量计，其特点是节流元件提供流体流动的截面积是恒定的，而其上下游的压强差随着流量（流速）而变化。利用测量压强差的方法来测定流体的流量（流速）。 测速管 【播放动画】测速管1-15 测速管又称皮托（Pitot）管，这是一种测量点速度的装置。它由两根弯成直角的同心套管所组成，外管的管口是封闭的，在外管前端壁面四周开有若干测压小孔，为了减小误差，测速管的前端经常做成半球形以减少涡流。测量时，测速管可以放在管截面的任一位置上，并使其管口正对着管道中流体的流动方向，外管与内管的末端分别与液柱压差计的两臂相连接。 当流体流近测速管前端时，流体的动能全部转化为驻点静压能，故测速管内管测得的为管口位置的冲压能（动能与静压能之和），即 测速管外管前端壁面四周的测压孔口测得的是该位置上的静压能，即 如果U形管压差计的读数为R，指示液与工作流体的密度分别为ρA与ρ。则R与测量点处的冲压能之差 相对应，于是可推得 （1-61） 式中? C――流量系数，其值为1.98~1.00，常可取作“1”。 若将测速管口放在管中心线上，测得umax，由Remax可借助图1-18确定管内的平均流速u。 应用注意事项：测量时管口正对流向；测速管外径不大于管内径的1/50；测量点应在进口段以后的平稳地段。 测速的优点是流动阻力小，可测速度分布，适宜大管道中气速测量。其缺点是不能测平均速度，需配微压差计，工作流体应不含固粒。 返回目录 （二）孔板流量计（orifice meter） 【播放动画】孔板流量计1-16 孔板流量计是一种应用很广泛的节流式流量计。在管道里插入一片与管轴垂直并带有通常为圆孔的金属板，孔的中心位于管道中心线上，如图1-50所示。这样构成的装置，称为孔板流