矿大北京化工原理02流体流动-5.ppt

新情况下泵的轴功率 * 中国矿业大学（北京） 当管径 d 和流速 u (或 Vs ) 未知。则无法： 求Re?判断流型?确 定 ? 。 第五节 管路计算 一、管路计算中常用的方法——试差法 输入各相关已知数据 设? 求d 或u 计Re, ?/d 求? |(?计-?设) / ?计|e ?=?计 所求d 或u 即为结果 Y. 0.02~0.03 利用?hf 简单管路计算——由多段同/异径管路及各种 管件组合。用“连~”, 柏式 及 ?hf 计算。 复杂管路计算——由简单管路和带分支或并 联的管路组成。 管路 计算 二、并联管路与分支管路 必然产生“局部阻力”；由于分支/ 合并使流量有了 再分配的问题?动能发生变化?机械能间的转换。 1. 将两截面间的交叉点视为类似三通的管件，根据进出该管件各流股的流向及流速，确定该点的局阻；同时考虑能量的再分配。 对于交叉点局阻和转换有两种处理办法： 当经过交叉点时，能量减少取hf’0; 能量增加取hf’0(反向流动)。 由前面的知识，流体流经上述管段交叉点时 在交叉点的能量变化所占比例很小时(如 l/d1000的长管系统)，hf’ 往往可以忽略。计算时常跨过交叉点列柏式。该法是更为常用的。 2. 当管路其它部分的阻力损失很大，上述流体 (1) 知Vs总及各d支,i，求Vs支,i； (2) 知Vs支,i，l支,i及(?le)支,i，求d支,i 的适宜值； (3) 求已知输送条件下的We。 ☆并联管路与分支管路的计算内容有: (一)并联管路 ⒊ 基于支管2： A B 1 2 忽略A, B两点处的局部阻力，A, B间列柏式。 ⒈ 着眼于总管能量衡算： ⒉ 基于支管1： 三个式子中，A、B两点的机械能分别对应相等，显然有： ☆ 质量衡算： (不可压缩) ☆ ∵各支管的u 满足： ∴ A B 1 2 (二)分支管路 路。在BD段比较B，D两点： 分支 汇合 分支管路与汇合管路有转变的可能。 图中，流体在BD间的流向决定了管路类型。 关闭阀2系统为简单管 B→D，汇合 D→B，分支 ZC ZA ZB 1 2 3 A B C D pa 实际上，D点受 的影响很大，若关闭 全开阀3，则 ，使B→D。 同时，总有： Vs 总=?Vs 支 ☆ 对图列柏式： ⑴A-D： 或: 阀3，则 ↑↑，导致流体 D→B (∵ZBZA)； ↓↓→ ↓ ZC ZA ZB 1 2 3 A B C D pa ZC ZA ZB 1 2 3 A B C D pa ⑵D-C： 交叉点D的总能量ED 分支时：A-D为总管，D-C、D-B为支管 ⑶D-B： B-D： 分支 汇合 ☆ (☆) ZC ZA ZB 1 2 3 A B C D pa 汇合时：D-C为总管，A-D、B-D为支管 对于全程(分支) ： 显然，分段计算与全程计算结果相同。汇合时同理。 A-C： A-B： ZC ZA ZB 1 2 3 A B C D pa 或 并联管路 Vs总=2m3/s， 支管l1=1200m，d1=0.6m； l2=1500m，d2=0.5m； l3=800m，d3=0.6m；求：Vs支,i。 已知：ρ=1000kg/m3,μ=0.001Pa.s,ε=0.2mm。 解：设三支管内λi 相同， 例： 1 2 3 或 有： 基本上可以认为λ值相等。 验算λ值: 30m 37m 5m 4’ 4 3’ 3 1’ 1 A C B 在图示旧管路泵送ρ=710kg/m3油品，新要求支路A, whA,max=10 800 kg/h， pA=98.07?104Pa(表)；支路B，whB,max=6 400kg/h，pB =118?104Pa(表)； 槽C液面定，pC = 49?103Pa(表)。 (3,4截面均在管出口内侧) (新要求, 旧管路) p65 例1-24 2’ 2 阀全开估出，最大流量时各段能损： 动能略，泵效为60%，求泵的轴功率Ne。 解： 1. 在1-1’?2-2’间列柏式： 由前述，分支管路 ☆ 30m 37m 5m 4’ 4 3’ 3 1’ 1 A C B 2’ 2 ZC ZA ZB 1 2 3 A B C D pa 对于本题 (新要求, 旧管路)，须考察哪条管路消耗的能量更多。 在2-2’?4-4’间列柏式： 2. 在2-2’?3-3’间列柏式： 通过泵的质量流量为： 30m 37m