管路计算例题

管道计算示例在计算管道的流程时，首先要从流程图中抽象出流程系统，以便进行简单计算。管路具有多种样式，但通常可以分为简单管路和复杂管路。1简单和复杂管道功能和常见问题解答1.1简单管路包含一个管道直径或多个管道直径，没有支管的管路称为简单管路。1)特性：a通过每个段的稳定流的质量流保持不变，不可压缩流体的体积流保持不变。b整个管路的阻力损失是每个管段的管道损耗总和。2)一般实际问题a已知管道长度和流量(包括所有管件的等效长度)是传递整个压力头或传递机械动力所必需的(对于较长管路，部分阻力所占的比例通常较小)。相反，对于短管路，本地阻力通常更大。)b已知输送系统可以提供的总压力头，以获取指定管道的吞吐量或固定数量的管道直径。1.2复杂管路中的典型复杂管路包括支管、收敛和平行管路。1)特性a浏览器流等于每个管道流的总和。b对于每个管道，支管前后的总压力头相同，因此生成了支管之间的机械能平衡公式，从而确定每个支管的流动分布。2)常见问题a管道布置和输送工作，寻找运输所需的总压力头或功率；b知道管道布局和提供的压力头以找到流动分布；或寻找管直径大小的已知流量分布。2简单和复杂管路计算2.1简单管路计算如果局部阻力损失占总阻力损失的5-10%，则可以在计算中忽略它。或计算造成的损失百分比。但是，也可以将局部损失转换为等效长度，以便与直管长度一起用作阻力损失计算的总管长度。如图1所示，伯努利方程可以写成：H=U2L lechab图1简单管道U22gd2g样式：u 管速度，m/s；Le 局部电阻的等效长度，m；L 直管长度，m如果压力头u2/2g比h小如果省略，常识可以简化为H=L leU2d2g如上所示，所有磁头h仅消耗克服行驶阻力。h= h F计算有三种情况：1)已知的管道直径d、流量和管道长度l，用于正常方向阻力(见示例1)；2)已知管道直径d、管道长度l和压力头h、流量v(参见示例2、示例3)；3)管长度l、流量v和头h、管直径d(请参阅范例4)。(4)管道还包括例5、例6、例6中泵电机的功率计算。示例1 (1) 5 的水流量为0.47m3/min，通过内径10cm，总长度为300m的水平钢管。沿着小路求损失释放管内流速U=v2=0.47=1 m/sD260(0.1)244雷诺数Re=杜2=0.1110001000=714301.4=如果确认0.023，则h表示h= h f=L leU2=0.02330012=3.25 mH2Od2g29.80.1示例2(1)15c，20%的糖溶液流经内径10cm的铁管时，总长度为150米，如果从第一个截面流向第二个截面，位头上升到5米，可用压力为12 mH2O。=0.02275P，=1，081 kg/m3(已知为15 )。求流量由于流未知，因此需要测试差异方法。初始设置：如果V=0.020 m3/s:U=v2=0.020=2.55 m/sD2(0.1)244Re=杜2=0.102.551011000=1210002.275确定=0.021H=lU2=0.0211502.552=10.4 mH2Od2g0.129.81为了克服阻力，可用的压力头只有7米，因此已知流速太大。V=0.015 m3/s，u=1.91m/s Re=dura/=91000确定=0.022H=lU2=0.0221501.912=6.13mH2Od2g0.129.81规定的流量太小，这样逐渐改变流动，最终求得正确的东西流量为0.0160 m3/s。范例3(2)密度为950kg/m3、黏度为1.24 mPas的液体从高插槽到塔式，高插槽的液体水平保持不变，高于塔式供应端口4.5米，塔式表压力3.82103Pa。输送管道直径示例1-21图1452.5毫米，35米(包括管件和阀门的相当长)，不包括入口和出口损失，管壁的绝对粗糙度为0.2mm。查找：注入对(m3/h)图2示例3图解决方案：上槽标高基于上游1-1 剖面，输液管出口内部测试2-2 基于下游剖面，基于剖面2-2 的中心线基于水平面。列出两个截面之间的伯努利方程式：G Z1U12P1=g Z2U22P2西格玛h f22样式的Z1=4.5m Z2=0u1P1=0(表格压力)p2=3.82103 Pa(表格压力) h f，=(L l ec)U2=(350.5)U2D b20.042将所有这些类型加入伯努利方程式，使管内液体流速U=2(9.814.5-3.822103)，以获取详细信息1/2=()1/2(a)95080.25351.5875 1.50.04=f (Re，/d)= (u) (b)类型(a)和类型(b)中只有两个未知和u，但u不能解决。类型(b)的特定函数与流体的流样式相关，类型u未知，因此找不到Re值或无法确定流类型。在化学生产中，粘性不大的流体在管道内流动时，大部分是湍流。对于湍流(湍流)，格式(b)中每个项目之间的具体关系不同。即使可以推测出重准数的一般范围，也经常使用计算u的时算法，因为用方程(a)替换该形式(b)的特定关系，并经常得到困难的复杂方程。考试差异方法的步骤如下：a首先假定值，替换(a)计算u值。使用此u值计算配准数。b根据计算的Re值和/d值在相关图中确定值。c如果找到的值与假定值匹配或接近，则允许假定的数值。如果d不匹配，则必须再设置一个值，并重复上述a和b的步数计算，直到所述值与所确定值匹配或接近。数字接近度的基本要求如下：-0.03%考试差异过程如下：的初步选择值使流体流动进入阻力平方区。根据/d=0.2/40=0.005，=0.03，替换(a)在图中确定U=哟80.25)1/2=1.70 m/s8750.03 1.5所以Re=杜2=0.041.70950=5.211040.2410 -3根据Re值和/d值，在图形中检查=0.032。“发现的”值与假设的值不一致，需要进行二次试算。重置=0.032，替换(a)，u=1.65 m/s。此u值计算Re=5.06104，并在图中确认=0.0322。“检测到的”值与假定的值匹配，因此可以根据二次试算结果得出u=1.65 m/s。注入量vs=3600(/4)2u=3600(/4)2 1.65=7.46 m3/h上述测试差值方法还可以在计算流速时首先假定u值，然后从(a)计算值，最后使用假定的u值计算Re值，然后根据Re值和/d值在图形中查找值。此值与(a)计算的值进行比较，以确定设置的u值是否合适。上面的试算过程图像如图2所示。考试差异方法不是用一个方程解两个未知数还有几个未知数，要解几个方程原理是，这些方程式中的一些更复杂或更具体函数关系未知，仅提供变量关系图(示例1-21图2)可以使用时差法。关于试产前要解决的问题只有稍加理解，才能避免反复的试产。例如：管路的计算要求速度u的初始值参考经验流速。摩擦系数的初始值可以使用流进入阻力平方区域的数值。示例4(1)温度为10的水以10m3/s的流量流动通过25m水平导管将两端压力头差设置为Ho=5 mH2O。寻找细管的最小直径。解决方案需要使用测试差异方法解决图3测试差异过程。设置：如果V=0.020 m3/s:D=(v)1/2=(10)1/2=0.0424 mu2360044D=1.5 管道选择，di n=41mm修改：U=v2=10=2.12 m/sD2(0.041)2360044Re=杜2=0.0412.121000=665001.3077确定=0.024你需要的狎头H=lU2=0.024252.122=3.27mH2Od2g0.04129.81给出Ho值 h，使选定直径符合要求。对于1.25 管道，选择了管道1.5 ，h=6.11 m 5.0m。示例5(1)将管路连接不同管道直径的管路连接到一条管线称为管道。请参阅图4图4管道系列L1 D1 L2 D2U1 U2 L3 D3U3如果管路很长，并且所有局部阻力都可以忽略，则沿路径丢失的值为h f=1L1U122L2U223L3U32.D12gD22gD32g根据连续性方程式V=u1D12=U2D22=u3D32444因此，u2=u1(d1/d2) 2 u3=u1(d1/d3) 2所以沿路径的阻力 h f= 1L12L2哟D1)4 3L3哟D1)4.U12(a)D1D2D2D3D32g示例5中的示例20水在串联的水平管道中流动，其名称为l1=800m、l2=600m、l3=400m、d1=80cm、d2=50cm、d3=40cm。允许的最大压力减小到6mm2o。寻找流程v解决方案设置为“平滑管道”并且流样式为“湍流”时，可以使Re1和Re2均等于Re 3=Re，以使用parusius (Blasius)公式(=0.3164/Re1/4)简化计算 h f=0.3164 1L11L2 D1 41L3 D1 4，即可从workspace页面中移除物件U12Re1/4D1Re1/4D2 d24Re1/4D3 D3 42g珍华虎h f=0.3164()1/4 L1L2 D1 4L3 D1 4，即可从workspace页面中移除物件U11.75D1D1D2 d24D3d3 42gh f=0.3164(1)1/4 8006000.8 4400 0.8 4，即可从workspace页面中移除物件U11.750.8100003030.80.5 0.540.40.4 429.8=11.55 u11.75h f=6m所以6m=11.55 u11.75解析的u1=0.687mv=u1(/4)D1 2=0.687(/4)0.82=0.345 m3/s示例6(2)图5所示，用泵将20 的苯从地面表面下的坦克被送到