阻力计算(例题)（课堂PPT）

1、2021-11-17.1第章第章 流体流动流体流动一、阻力计算例题一、阻力计算例题第四节第四节 流体流动阻力计算流体流动阻力计算2021-11-17.2例1:求以下三种情况下输送求以下三种情况下输送20的水的直管阻力的水的直管阻力:(1)(1)管管子子45452.5mm2.5mm，管长管长100m,100m,输水量为输水量为0.06kg/s0.06kg/s。（2 2）管子管子45452.5mm2.5mm，管长管长50m,50m,输水量为输水量为1.8kg/s1.8kg/s。（3 3）有一壳内径为）有一壳内径为800mm800mm，内装，内装371371根根2m2m长的长的25252.5mm2.

2、5mm钢管的列管换热器，壳内水流量为钢管的列管换热器，壳内水流量为0.32m0.32m3 3/s/s。. .设管子的粗糙度设管子的粗糙度=0.2mm=0.2mm， 20水水=1000kg/m=1000kg/m3 3， =10=10-3-3papa. .s s2021-11-17.3解：（解：（1） md04. 00025. 02045. 0smAquV/108 . 41000)04. 0(406. 02220001920101000108 . 404. 0Re32ud属层流，则属层流，则 0333. 0192064Re64kgJudlWf/106 . 92)108 . 4(04. 010003

3、33. 0222222021-11-17.440001073. 5101000433. 104. 0Re43udkgJudlhf/1 .412433. 104. 050032. 0222（）（） smAquV/433. 11000)04. 0(48 . 12属层流，且属层流，且005. 0402 . 0d查图得查图得 032. 02021-11-17.5222220405. 0025. 03718 . 0025. 03718 . 0444mdnDndDde（）非圆形直管，应采用当量直径（）非圆形直管，应采用当量直径 smAquV/1)025. 03718 . 0(432. 022005. 05

4、 .402 . 0ed40001005. 410100010405. 0Re43ude查图得查图得 034. 0kgJudlhf/84. 0210405. 02034. 02222021-11-17.6 例例2：溶剂由敞开的高位槽流入吸收塔。进液处塔内压溶剂由敞开的高位槽流入吸收塔。进液处塔内压强强0.02MPa（表压），输送管道为（表压），输送管道为 383mm 的无缝钢管的无缝钢管，总长，总长8m，这壁绝对粗糙度为，这壁绝对粗糙度为0.3mm ,这路上有这路上有90度的标准度的标准弯头两个，弯头两个，180度回弯度度回弯度1个，球心阀（全开）一个。为使个，球心阀（全开）一个。为使3m3/h

5、的流量流入塔内，问高位槽应放置高度为多少？已知的流量流入塔内，问高位槽应放置高度为多少？已知操作温度下密度为操作温度下密度为861kg/m3，粒度为，粒度为6.43104Pa.S.2021-11-17.72021-11-17.8 解：取管出口处平面为基准面，高位槽面解：取管出口处平面为基准面，高位槽面11和管出口和管出口内截面内截面22间列柏努利方程式，其中间列柏努利方程式，其中P1 为零（表压强），为零（表压强），P2为为0.02MPa（表压强），（表压强），z1=h z2=0 u1=0smdquV/04. 1032. 0785. 0360034222fehpugzWpugz22221211

6、2121fhpugh222212021-11-17.9445631043. 604. 1861032. 0Re4ud00938. 0323 . 0d查图得：查图得：0.038 再查有关管件的局部阻力再查有关管件的局部阻力系数。系数。 进口突然收缩进口突然收缩 90度标准弯头度标准弯头 180度回弯头度回弯头 球心阀（全开）球心阀（全开）5 . 0进口75. 05 . 10 . 62021-11-17.1022udlhf)/(4 .10204. 165 . 1275. 05 . 0032. 08038. 02kgJm5 . 381. 9/ )4 .10204. 1861102(24h2021-1

7、1-17.11 例3 用泵把20的苯从地下储罐送到高位槽，流量为300 l/min。高位槽液面比储罐液面高10m。泵吸入管路用894mm的无缝钢管，直管长为15m，管路上装有一个底阀（可粗略的按旋启式止回阀全开时计）、一个标准弯头；泵排出管用573.5mm的无缝钢管，直管长度为50m，管路上装有一个全开的闸阀、一个全开的截止阀和三个标准弯头。储罐及高位槽液面上方均为大气压。设储罐液面维持恒定。试求泵的轴功率试求泵的轴功率。设泵的效率为70%。2021-11-17.122021-11-17.13解：解：取储罐液面为上游截面1-1，高位槽液面为下游截面2-2， 并以截面1-1为基准水平面。在两截面

8、间列柏努利方程式。fehpugZWpugZ2222121122式中：mZ10 Z021表）(021 pp021 uufehW1081. 9fh1 .98（1）吸入管路上的能量损失ahf,2021-11-17.14ahahahfff,2),(2acaeaaudall式中mmmda081. 0814289mla15管件、阀门的当量长度为管件、阀门的当量长度为： 底阀(按旋转式止回阀全开时计） 6.3m 标准弯头 2.7mmale97 . 23 . 6, 进口阻力系数 c=0.52021-11-17.152081. 04601000300ausm/97. 0苯的密度为880kg/m3，粘度为6.51

9、0-4PasaaaudRe4105 . 688097. 0081. 051006. 1取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d=0.3/81=0.0037， 查得=0.029)5 . 0081. 0915029. 0(,ahfkgJ /28. 42021-11-17.16（2）排出管路上的能量损失）排出管路上的能量损失 hf,b2),(2,bebebbbfudbllh式中:mmmdb05. 0505 . 3257mlb50管件、阀门的当量长度分别为：全开的闸阀 0.33m全开的截止阀 17m三个标准弯头 1.63=4.8 mmble13.228 . 41733. 0,2021-11-17.17出口

10、阻力系数 e=1205. 04601000300busm/55. 24105 . 688055. 205. 0Reb51073. 1仍取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d=0.3/50=0.006，查得=0.0313255. 2) 105. 013.22500313. 0(,2bhfkgJ /1502021-11-17.18（3）管路系统的总能量损失）管路系统的总能量损失:bhahhfff,15028.4kgJ /3 .1543 .1541 .98eWkgJ /4 .252苯的质量流量为：ssVW 880601000300skg /4 . 4泵的有效功率为：seeWWN 4 . 44 .252

11、W6 .1110kW11. 1泵的轴功率为：/eNN 7 . 0/11. 1kW59. 12021-11-17.19简单管路计算简单管路计算 例：一管路总长为70m，要求输水量30m3/h，输送过程的允许压头损失为4.5m水柱，求管径。已知水的密度为1000kg/m3，粘度为1.010-3Pas，钢管的绝对粗糙度为0.2mm。分析：求duqdV4求u24dquV试差法gudlHf22u、d、未知2021-11-17.20设初值求出d、u/Redu)/(Re,df计比较计与初值是否接近是udVs24否修正2021-11-17.21解：解：根据已知条件hmqOmHHmlVf/30 5 . 4 7032，24dquV24360030d20106. 0d u、d、均未知，用试差法，值的变化范围较小，以为试差变量 假设=0.025gudlHf22由gdd2)0106. 0(70025. 05 . 422得2021-11-17.22解得：d=0.074m，u=1.933m/sduRe143035100 . 11000933. 1074. 030027. 0074. 0102 . 03d查图得：027. 0与初设值不同，用此值重新计算gdd2)0106. 0(70027. 05 . 422解得：smud/884. 1 m 075. 02021-