化工原理（少学时）课件和辅导教程、考试重点例题复习题及课后答案1.5管路计算.pptVIP

1.5 管路计算 例1-16：一并联管路，两段管路的流量，流速、管径、管长及流动阻力损失分别为qｖ1、ｕ1、ｄ1、ｌ1、ｈf1及qｖ2、ｕ2、ｄ2、ｌ2、ｈf2 ,若ｄ1＝2ｄ2，ｌ1＝2ｌ2，则：(1) ｈf1／ｈf2＝（ ）(2) 当两段管路中流体均作滞流流动时,ｕ1／ｕ2=（ ） (3) 若两段管路中流体均作滞流流时,qｖ1／qｖ2=（ ）(4) 当两段管路中流体均作湍流流动时，取λ1＝λ2， ｕ1／ｕ2＝（ ） (5) 当两段管路中流体均作湍流流动，取λ1=λ2， qｖ1／qｖ2＝（） ① ２； ②４；③８ ; ④１／２ ；⑤ １／４; ⑥１ 例1-19：如图示, 水通过倾斜变径管段(A-B), DA=100mm,DB =240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R=20mm，A、B两点间的垂直距离为h=0.3m试求：⑴A、B两点的压差等于多少Pa? 5415.12(Pa) ⑵A、B管段阻力损失为多少J/kg? 11.23(J/kg)⑶若管路水平放置，而流量不变，U形水银压差计读数及A、B两点压差有何变化? R=R 不变,(pA-pB)变小 * * 1.5.1 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 。 qm1,d1 qm3,d3 qm2,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，方可求解其它3个未知量。 （1）设计型计算 设计要求：规定输液量qv，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）供液与需液点的距离，即管长l； （2）管道材料与管件的配置，即?及 ； （3）需液点的位置z2及压力p2； （4）输送机械 W。 选择适宜流速 确定经济管径 （2）操作型计算 已知：管子d 、?、l，管件和阀门 ，供液点z1、p1， 需液点的z2、p2，输送机械 W； 求：流体的流速u及供液量qv。 已知：管子d、 ? l、管件和阀门 、流量qv等， 求：供液点的位置z1 ； 或供液点的压力p1； 或输送机械有效功W 。 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?↑ → hf,A-B ↑ →流速u↓ →即流量↓； （2）在1-A之间，由于流速u↓→ hf,1-A ↓ →pA ↑ ； （3）在B-2之间，由于流速u↓→ hf,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1-13 (作业1-14) 粘度为30cP、密度为900kg/m3的某油品自容器A流过内径40mm的管路进入容器B 。两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为88.2kPa和44.1kPa 。现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m。试求： （1）管路中油品的流量； （2）定性分析阀前、阀后的压力表的读数有何变化？ p1 p2 A B p0 p0 例1-14 20?C水流过一根水平钢管，管长为70m，ε=0.2mm，要求达到的流量为30m3/h，有4.5m的压头可供克服流动的摩擦损失，试求管径。 例1-15 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。 1.5.2 复杂管路 一、并联管路 A qv qv1 qv2 qv3 B 1、特点： （1）主管中的流量为并联的各