第17讲流体的管内流动与水力计算：管路的串联与并联.pptVIP

管径选择合适。应当注意，此管段在选用标准管径时，应使 。因流量一点光，流速将提高，这样保证不低于下限流速。 管段的阻抗为 管段的压强损失为 管段4-5： ，取限定流速 ，初选管径 此计算结果，恰与标准管径吻合。故采用 。其余计算结果见表4-10。管段5-6和7-8属于同一单管路，流量为 若取限定流速 ，则初选管径 因为实际风速 ，故在选用标准管径时，应使 ，以保证不高于上限流速。所以采用 最后，将主管线各管段的压强损失按串联管路规律迭加，即可得通风机所需的总压头 管段编号 设计流量Q（m3/s） 限定风速 （ ) 初选管径 （ ） 实际管径 （ ） 实际风速 （ ） 阻抗 （ ） 压强损失 （ ） 1-4 0.69 6 384 380 6.15 90.99 43.95 4-5 51.3 8 470 470 8 18.08 34.85 5-8 92.7 10 596 600 9.83 7.43 57.45 2．环状管网 特点 管线在一公共节点汇合形成一封闭管路。工作的可靠性高，不会因某段管路发生故障切断时而中断其余管线的供给，即运行的安全性强。因此，一般比较重要的场合，如城市集中供热管网、城市给水管网等常采用环状。但这种管网规模大，需管材多，故造价较高，运行控制较复杂。 水力计算 1）任一节点（如G点）流入和流出的流量相等。即 2）任一闭合环路（ABGFA）中，如果规定顺时针方向流动的阻力损失为正，反之为负，则各管段阻力损失的代数和必等于零。即 计算程序 将管网分成若干环路，如下图上分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个闭合环路。按节点流量平衡的原则确定流量Q，选取限定流速v，定出管径D。 按照上面规定的流量与损失在环路中的正负值，求出每一环路的总损失 。 根据上面给定的流量Q，若计算出来的不为零，则每段管路应加校正流量ΔQ，而与此相适应的阻力损失修正值为Δhwi。所以， 略去二阶微量 因为 所以 对于整个环路应满足 ，则 所以有 当计算出环路的ΔQ之后，加到每一管段原来的流量Q上，便得到第一次校正后的流量Q1。 用同样的程序，计算出第二次校正后的流量Q2，第三次校正后的流量Q3……，直至 满足工程精度要求为止。 【例4-21】 如图示由两个闭合环路构成的管网。管段的长度L、直径D及流量Q已标在图上。忽略局部阻力，试求第一次校正后的流量。 【解】（1）按节点 分配各管段的流量，列在表中假定流量栏内。 （2）计算各管段阻力损失hwi 先算出Si填入表中Si栏中，再计算出hwi填入相应栏内。列出各管段 之比值，并计算 、 。 （3）按校正流量ΔQ公式，计算出环路中的校正流量ΔQV （4）将求得的ΔQ加到原假定流量上，便得出第一次校正后流量。 （5）注意：在两环路的共同管段上，相邻环路的ΔQ符号应反号再加上去。参看表中CD、DC管段的校正流量。 二、管路的串联与并联 1．串联管路及其计算特点 各管段流量相等，总损失为各串联管段的损失之和，全管路总的阻抗等于各管段阻抗之和。 2．并联管路及其计算特点 并联节点上的总流量为各支管中流量之和；并联各支管上的单位重量流体的阻力损失相等，总管路的阻抗平方根的倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和。 【例4-16】在[例4-15]中，在保证供水前提下，为节约管材，拟采用两种不同管径的管段串联。试确定两段管子个多少？ 【解】设 的管段长为 ； 的管段长为 ，则有 校核流速 所以需修正 ，查表4-8， ，即上式应改写为 联立，解得 【例4-17】 某两层楼的供暖立管，管段1的直径为20mm ,总长20m， 。管段2的直径为20mm，总长为10mm， ，管路的λ=0.025，干管中的流量 ，求 和 。 【解】从图中可知，节点a、b间并联有1、2两管段。由 得 又因 从计算看出：支管1中，管路阻抗比支管2中大，所以流量分配是支管1中的小于