《工程流体与粉体力学基础》第5章压力管路的水力计算.pptx

第五章压力管路的水力计算

hydrauliccomputationofflowinpressurepipe

5.1管路特性曲线characteristiccurveofflowinpipe;1.压力管路

凡是液流充满全管在一定压差下流动的管路都称为压力管路。其压力可以高于大气压(如泵的排出管线)，也可以低于大气压(如泵的吸入管线)。

例如：;2.长管

长输管线(包括输水干线)输送距离较远，两端压差较大，局部阻力所占比例较小，计算时为了简化，常可忽略流速水头和局部水头损失，或按局部水头损失等于5％～10％的沿程损失估算，这种情况的管路俗称“长管”(longpipe)。;3.短管

泵站、库内管线总的距离较短，分支较多，压差较小，不能忽视局部阻力甚至流速水头，称之为“短管”(shortpipe)。;据水头损失的计算通式，当有局部水头损失时可折算为当量长度并入沿程水头损失中，则有;5.管路特性曲线

对一定管长和管径的管路，系数α将随λ值而变化，给不同流量Q，将可以算出不同的水头损失。按上式绘成的曲线称为管路特性曲线。;5.2.1简单长管simplelongpipe

短途无中继泵站的输液管线和长途两泵站间的管线都属于简单长管。;层流时;水力光滑管4000?Re?26.98(D/e)8/7;水力粗糙区Re?4160(D/2e)0.85;管路的设计计算常常会遇到以下三大类情况：;程序是：;(2)第二类情况

已知管径、管长和地形，在一定压力降的限制下，确定某种液体通过时的最大输送能力，即输送量大小。（在役管道）;再给定一个水力摩阻系数，算出相应的Q，或相反；最后用算出的流量Q，计算雷诺数校核流态，看是否与原假设流态相符。如不符，再重新假设流态试算。;(3)第三类情况

已知管长、地形及输送某种液体的流量，要求设计最经济的管径。;选择的管径过小，用管材较省，且易于运输和安装，能降低造价；但另一方面，若保证一定流量，管路中流速将较大，从而水头损失大。;设计管径的步骤:

1)根据设计流量，在适宜的流速范围内选择几个不同的管径。;5)计算全部设备投资、管线投资及每年平均折旧费。

6)计算每年的检修、保养及管理费。

7)把选用不同管径时每年所???各种费用全部开支一一算出。;图5-1所示。;5.2.2串联和并联管路

seriesandparallelconnectionpipe

由不同长度、不同直径的管段依序联接的管路就是串联管路。seriesconnectionpipe;(1)串联和并联的水力特性;2)全线总的水头损失为各分段水头损失的总和;②并联如图5-3，AB表示三条管线并联。A、B两节点处可有分流，亦可无分流。;(5-9);(2)串联管和并联管的水力计算

串联管路，都是在给定流量条件下，按合理流速选定管径，然后分段按第一类情况求解。;象第二类情况一样，因流量是未知数，则流态未知，故也需要试算。

一般是先设定流态，确定水力摩阻系数计算式中的系数。然后以某管线为准，求出与其它管线的流量比，再代入流量方程即可求解。然后进行流态校核，看是否与原假设流态相符。如不符，再重新假设流态试算。;例5-1现有输原油的两条并联管路，已知总输量为182t／h，原油密度为0.895t／m3，运动粘度为0.42St，管径和管长分别为d1=156mm，d2=203mm，L1=lOkm，L2=8km，试确定流量及其水头损失。;解：由于Q1和Q2都是未知数，流动状态无法确定。先假设都为水力光滑区，因流态相同，则;

校核流态

均在水力光滑区，与假设相符。流量均可用。最后求水头损失;5.2.3分支管路divisionpipe

输油和给水管路，是从一处送往多处，属于分支管路。分支管路的特点是相当于串联管路的复杂情况。;2)按各终点流量要求，从末端前推，分配各管段流量。

3)根据流量及合理流速，选定各段管径。;5.3.1综合阻力系数synthesizeresistantcoefficient

假设所计算的管段上，由两种不同直径的直管和各种管件组成，如图5-4所示;全管段的总水头损失应为所有沿程水头损失和所有局部水头损失的总和;令方括号内所有系数总和为,称综