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2．常用阀件 阀件即通常所说的阀门，是用来启闭或调节管路中流体流量的部件。化工生产过程中常用的阀门主要有以下几种： （一）管子的选用 表1-1某些流体在管道中的常用流速，m/s 40~60 20~40 30~50 ＜10 饱和水蒸汽：8大气压以下 3大气压以下 过热水蒸汽 真空操作下气体流速 1~3 0.5~1 8~15 ＜8 15~25 水及一般液体 粘度较大的液体 低压气体 易燃易爆的低压气体(如乙炔等) 压力较高的气体 常用流速范围 流体的种类及状况 常用流速 流体的种类及状况 管道的内径计算式为 （1-40） 【例1-17】某低压水管的流量为45m3/h，试选择所用水煤气管的规格。 【解】查表1-1选取管内流速为1.5m/s。 查教材附录，选用公称直径为100mm（或4英寸）的普通水煤气管。 三、管子的选用与连接 流体在管路系统中的能量损失由两部分构成：直管阻力损失（又称沿程阻力损失，即流体流经直管损失的机械能）+ 局部阻力损失（即流体流经管件、阀件及设备损失的机械能） 1、直管阻力损失计算通式的推导 若稳定、不可压缩流体在一水平等径管内沿管轴方向作层流流动。在水平等径管两端分取截面1-1/、2-2/，列以压头形式表示的柏努利方程式可得： (1-41) 将式（1-37）变形为 （1-42） 第六节 管流系统的能量损失 一、直管阻力损失 （一）直管阻力损失计算通式 式（1-42）称为哈根—帕谡叶方程，其表达了流体在水平管内作层流运动过程的基本规律。代入 (1-41)，则有 令 ，称为摩擦因数。则上式可改写为 （1-43） 式（1-43）为直管阻力损失的计算通式，又称范宁公式。 2、对直管阻力损失计算通式的讨论 ①式（1-43）虽然是根据水平直管中的层流过程导出，但在其它走向、型态的直管系统中同样适用。 ②若将式（1-43）的计量基准由1N改为1kg，则式（1-43）可改写为 （1-43a） ③对于水平直管系统，由式（1-41）结合范宁公式有 （1-44） 式（1-44）即为水平直管系统的压差计算公式。对非水平管路，其压差则需用范宁公式和柏努利方程式联立求解。 【例1-18】如本题附图所示，三直管的管材质、规格、长度等皆相同，管路中的流体类型、流量等均相同。试判断三管路中的压头损失及压强差的大小。 【解】1、对三直管中的压头损失的比较： 由于三管材质、规格、长度等皆相同，管路中的流体类型、流量等均相同，故有l1=l2=l3 ，d1=d2=d3，u1=u2=u3 ，ρ1=ρ2=ρ3 λ1=λ2=λ3 由式（1-43）有 即三管路的压头损失相等。 2、对三直管中的压强差的比较： 在例题附图（1）所示的水平管两端分别选取截面1-1/、2-2/，则有u1=u2 ，z1=z2 ，He =0；代入以压头形式表示的柏努利方程式可得 在例题附图（2）所示的水平管两端分别选取截面1-1/、2-2/，则有u1=u2 ，z1=0，z2 =l sinα， He =0；代入柏努利方程式可得 同理可得 对三管路的分析结果可知： 管内流体作层流运动时的摩擦因数为 （1-45） 光滑管内流体作湍流或过渡流运动时 （1-46） 粗糙管内流体作湍流或过渡流运动时 λ＝f(Re,ε/d) 0.03～0.8 石棉水泥管 0.85以上 旧的铸铁管 0.33 很好整平的水泥管 0.5以上 具有显著腐蚀的无缝钢管 0.45～6.0 陶土排水管 0.2～0.3 具有轻度腐蚀的无缝钢管 0.25～1.25 木管道 0.3 新的铸铁管 0.01～0.03 橡皮软管 0.1～0.2 新的无缝钢管或镀锌铁管 0.0015～0.01 干净玻璃管 非金属管 0.01～0.05 无缝黄钢管、铜管及铅管 金属管 e, mm 管道类别 e , mm 管道类别 表1-2 工业管道的绝对粗糙度 （二）摩擦因数 摩擦因数可用实验方法测量。将水平直管的压强差计算公式（1-44）变形为 将用实验方法测得的λ-Re-ε/d关系数据经整理后标绘在双对数坐标系上，所得图形称为莫狄图，如图1-39所示。 摩擦因数的测定 图1-39可划分为四个不同的区域： (1)层流区 Re＜2000；λ与管壁粗糙度无关，与Re值成直线关系。 (2)过渡区 Re＝2000～4000；为安全起见，通常将湍流时的曲线延伸出去以查取这个区域的摩擦因数，即过渡区的摩擦因数按湍流考虑。 (3)湍流区 Re＞