化工原理1.6.ppt

1.6 管路计算 返回 1.6 管路计算 1.6.1 简单管路 1.6.2 复杂管路 1.6.1 简单管路 一、特点 （1）流体通过各管段的质量流量不变，对于不可压缩流体，则体积流量也不变。 (2) 整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和 。 Vs1,d1 Vs3,d3 Vs2,d2 不可压缩流体 二、管路计算 基本方程： 连续性方程： 柏努利方程： 阻力计算 （摩擦系数）： 物性?、?一定时，需给定独立的9个参数，方可求解其他三个未知量。 （1）设计型计算 设计要求：规定输液量Vs，确定一经济的管径及供液点提供的位能z1(或静压能p1)。 给定条件： ①供液点压力p1或位置z1； ②供液与需液点的距离，即管长l； ③管道材料与管件的配置，即?及 ； ④需液点的位置z2及压力p2； ⑤输送机械 We。 对于圆形管道： 流量Vs一般由生产任务决定。 流速选择： ↑→ d ↓ →设备费用↓ 流动阻力↑→动力消耗↑→ 操作费↑ 均衡考虑 u u适宜 费 用 总费用 设备费 操作费 选择适宜流速 确定经济管径 常用流体适宜流速范围： 水及一般液体 1~3 m/s 黏度较大的液体 0.5~1 m/s 低压气体 8~15 m/s 压力较高的气体 15～25 m/s （2）操作型计算 给定条件：管子d 、?、l，管件和阀门 ，供液点 z1、p1，需液点的z2、p2，输送机械We； 计算目的：流体的流速u及供液量Vs。 给定条件：管子d、?、l、管件和阀门 、流量Vs等， 计算目的：供液点的位置z1 ； 或供液点的压力p1； 或输送机械有效功We 。 试差法计算流速的步骤： ①根据柏努利方程列出试差等式； ②试差： 符合？ 可初设阻力平方区之值 注意：若已知流动处于阻力平方区或层流，则无需 试差，可直接解析求解。 三、阻力对管内流动的影响 pA pB pa F 1 1? 2 2? A B 阀门F开度减小时： （1）阀关小，阀门局部阻力系数?↑ → Wf,A-B ↑ →流速u↓ →即流量↓； （2）在1-A之间，由于流速u↓→ Wf,1-A ↓ →pA ↑ ； （3）在B-2之间，由于流速u↓→ Wf,B-2 ↓ →pB ↓ 。 结论： （1）当阀门关小时，其局部阻力增大，将使管路中流量下降； （2）下游阻力的增大使上游压力上升； （3）上游阻力的增大使下游压力下降。 可见，管路中任一处的变化，必将带来总体的变化，因此必须将管路系统当作整体考虑。 例1-9 如附图所示水塔供水系统，采用?114?4mm的无缝钢管，管路总长（包括所有局部阻力的当量长度）为600m，水塔内水面维持恒定，且高于出水口12m。试求管路的输水量，m3/h。 （设钢管的绝对粗糙度为0.2mm） 1 1? 2 2? 0 0? 12m 例1-10 如附图所示的循环系统，液体由密闭容器A进入离心泵，又由泵送回容器A。循环量为1.8m3/h，输送管路为内径等于25mm的碳钢管，容器内液面至泵入口的压头损失为0.55m，离心泵出口至容器A液面的压头损失为1.6m，泵入口处静压 z A 头比容器液面静压头高出2m。试求： （1）管路系统需要离心泵提供的压头； （2）容器液面至泵入口的垂直距离z。 1.6.2 复杂管路 一、并联管路 A Vs Vs1 Vs2 Vs3 B 1. 特点： （1）主管中的流量为并联的各支路流量之和； 不可压缩流体 （2）并联管路中各支路的能量损失均相等。 注意：计算并联管路阻力时，仅取其中一支路即 可，不能重复计算。 返回