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3------chap1_3-1.4管路计算
浙江大学《化工原理》电子教案/第一章 浙江大学《化工原理》电子教案/第一章 浙江大学《化工原理》电子教案/目录 浙江大学《化工原理》电子教案/目录 * 目录 § 1.4 管路计算 1.4.1简单管路 习题课 1.4.2复杂管路(简介) 1.4.4可压缩流体的管路计算 */20 § 1.4 管路计算 对不可压缩流体稳定流动,已有公式: (单位量流体、流股) 连续: 机械能: 了解 */20 § 1.4 管路计算 ----没有分支和汇合 特点: 1、稳定流动 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 § 1.4.1 简单管路 各处的质量流量相同 ?=const */20 §1.4.1 简单管路 ---指给定输送任务,如流量V,要求设计出经济、 合理的管路,主要指确定优化的管径d。 设备费 uopt 经济流速 总费用 操作费 步骤:选定经济流速?用上式计算出d ? 查国标管子规格? d′(圆整) */20 §1.4.1 简单管路 表1-3 某些流体的经济流速范围 流体类别 常用流速范围,m/s 流体类别 常用流速范围,m/s 水及黏度相近液体 P=0.1~0.3MPa P≤1~8MPa 油及黏度大的液体 50mPa?s 100mPa?s 乙醚、苯、二硫化碳 0.5?2 2~3 0.5?1.6 0.1?0.35 1 低压蒸汽(1MPa) 中压蒸汽(1~4MPa) 高压蒸汽(4~12MPa) 气体(0.3MPa) 气体(0.3~0.6MPa) 15?20 20?40 40?60 8?12 10?20 液体经济流速几米/s,气体经济流速几十米/s 黏度越小,允许的经济流速越大; 气体的经济流速大约为液体的10~20倍; */20 §1.4.1 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:19 */20 简单管路习题课:操作问题举例 【解】 【例1】 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wf(包括出口)如何变化? 阀门开度减小,管内流量必减小;阀前压力增大,阀后压力减小。 思考:试想一下环卫工人浇花草时的软水管,若踩上一脚会是什么结果? 下面予以证明。 */20 简单管路习题课:操作问题举例 【解】(1)管内流量 【例1】 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wf(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 1-1面和A-A面间有: 2-2面取出口外侧 位能+静压能 不变 1-1面和2-2面(出口截面外侧)间有: (2)pA */20 简单管路习题课:操作问题举例 【例1】 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wf(包括出口)如何变化? (3)pB B-B面和2-2面(取出口截面内侧)间有: 不变 不变 (4)阻力损失wf(包括出口) 1-1面和2-2面(出口截面外侧)间有: 不变 不变 */20 简单管路习题课: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: */20 简单管路习题课:操作问题举例 补充作业: 如图a所示,水从高位槽经下水管排出。现将下水管截去一段(见图b),则其水流量将如何变化?为什么? */20 简单管路习题课:操作问题举例 【例2】 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=0.5m 管内平均压力(绝) 可见,pA、pB相差不大,故可按不可压缩流体处理。 (绝压) (绝压) */20 简单管路习题课: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=0.5m 在A与B间列机械能衡算式: kg?m-3 90
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