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1.4.5 管路总能量损失的计算 P53 举例说明公式应用 例 教案5例设计型简单管路的计算 用泵将地面敞口贮槽中的溶液送往10m高的容器中去，容器的表压强为0.05MPa，经选定，泵的吸入管路为Φ57?3.5mm的无缝钢管，管长6m，管路中设有一个止逆底阀，一个900弯头，压出管路为Φ48?4mm的无缝钢管，管长25m，其中装有闸阀（全开）一个，900弯头10个，操作温度下溶液的特性为： p2 2 2’ ?Z pa 1 1’ ρ=900kg/m3,μ=1.5 mPa.s求流量为4.5?10-3 m3/s时需向单位重量（每牛顿）液体补加的能量。 解：容器液面为截面1-1，贮槽液面为截面2-2，从1至2作机械能衡算式p1/ρg+Z1+He=p2/ρg+Z2 +Hf u1≈0,u2≈0 可得He=(p2-p1)/ρg+(Z2-Z1)+Hf 而(p2-p1)/ρg+(Z2-Z1)=0.05?106/(9.81?900)+10=15.7m 吸入管路中的流速 u1=4Vs/πd12=4.5?10-3 /(0.785?0.052) =2.29m/s Re1=d1u1ρ/μ=0.05?2.29?900/1.5?10-3 =6.87?104 管壁粗糙度e取0.2mm,e/d=0.004, 查图得:λ1=0.030 吸入管路的局部阻力系数 Σζ1=(0.75+10)=10.75 压出管路中的流速u2=4Vs/πd22=4.5?10-3/(0.785?0.042)=3.58m/s Re2=8.59?104 取e=0.2mm,e/d=0.005, λ2=0.032, Σζ2=0.17+10?0.75+1=8.67 Hf=(λ1l1/d+Σζ1)u12/2g+(λ2l2/+Σζ2)u22/2g =(0.030?6/0.05+10.75)?2.292/(2?9.81) +(0.032?25/0.04+8.67)?3.582/(2?9.81) =22.56 m 则单位重量流体所需补加的能量为: He=15.7+22.56=38.26m 1.5 管路的计算 P53 一 常遇的计算问题三种： 1、已知d, l, leorζe及Vs 求Wf , We, p, ΔZ 操作型 2、已知d, l, le及允许Wf 求u, Vs 3、已知 l, le，Vs及允许Wf 求d。 2、3属设计型，u or d未知，试差 (设u或λ) 例 1 试差思路: 1. 设u→Re+e/d→λ→阻力公式计算出u’与假设的比较,相差大于5%,再计算 →Re’ →λ’ → u’’. (3. 由u=4Vs/πd2→d →Re+e/d→λ →公式计算出u’) 起点:常用流速范围 2.设λ →阻力公式计算出u →Re+e/d→查λ’与假设的比较,相差大于5%,再计算 u →Re+e/d→λ’’. (3. 由u用4Vs/πd2代→阻力公式计算出d与u →Re+e/d→查λ’) 起点: 阻力平方区 教案5例1操作型简单管路计算 如图所示为一输水管路，液面1至截面3全长300m（包括局部阻力的当量长度），截面3至液面2间有一闸门阀，其间的直管阻力可以忽略。输水管为Φ60?3.5mm水煤气管，e/d=0.004。水温20℃，在阀门全开时，试求：（1）管路的输水流量Vs：（2）截面3的表压p3（以水柱高度表示）。 1 pa 1’ 10 m pa 2 2’ (p3-pa)/ρg 0.5 m