achap1-5管路计算解析课件

1、1.4 管路计算 1.4.1 简单管路 习题课 1.4.2 复杂管路 习题课 1.4.3 管网简介 1.4.4 可压缩流体的管路计算幻灯片5目录本科生课程化工原理1第一章 流体力学基础第1页，共22页。1.4 管路计算已有公式：本科生课程化工原理2第一章 流体力学基础第2页，共22页。1.4.1 简单管路-没有分支和汇合特点： 1、稳定流动，通过各管段的质量流量不变，对不 可压缩均质流体，则体积流量不变，即 2、整个管路的总摩擦损失为各管段及各局部摩擦损失之和，即 本科生课程化工原理3第一章 流体力学基础第3页，共22页。本科生课程化工原理4第一章 流体力学基础第4页，共22页。本科生课程化工

2、原理5第一章 流体力学基础第5页，共22页。本科生课程化工原理6第一章 流体力学基础第6页，共22页。解：1-1面和2-2面（出口截面外测）间有： 现将阀门开度减小，试定性分析以下各流动参数：管内流量、阀门前后压力表读数pA、pB、摩擦损失wf（包括出口）如何变化？ 不变不变本科生课程化工原理7第一章 流体力学基础第7页，共22页。本科生课程化工原理8第一章 流体力学基础第8页，共22页。1.4.2 复杂管路-有分支和汇合思考：并联管路的控制体如何选取？机械能衡算方程如何列？本科生课程化工原理9第一章 流体力学基础第9页，共22页。1.4.2 复杂管路-有分支和汇合长而细的支管通过的流量小，短

3、而粗的支管则流量大。本科生课程化工原理10第一章 流体力学基础第10页，共22页。1.4.2 复杂管路-有分支和汇合本科生课程化工原理11第一章 流体力学基础第11页，共22页。例1 复杂管路的设计型问题举例 如图所示，某厂计划建一水塔，将20水分别送至第一、第二车间的吸收塔中。第一车间的吸收塔为常压，第二车间的吸收塔内压力为20kPa（表压）。总管为573.5mm的钢管，管长为（30+z0）m，通向两吸收塔的支管均为252.5mm的钢管，管长分别为28m和15m（以上各管长均已包括所有局部阻力的当量长度在内）。喷嘴的阻力损失可以忽略。钢管的绝对粗糙度可取为=0.2mm。现要求向第一车间的吸收

4、塔供应1800kg/h的水，向第二车间的吸收塔供应2400kg/h的水，试确定水塔离地面至少多高才行？已知20C水的黏度 Pas，可用下式计算： 本科生课程化工原理12第一章 流体力学基础第12页，共22页。573.5mm（30+z0）252.5mm28m15m20kPa(表)1800kg/h2400kg/h常压本科生课程化工原理13第一章 流体力学基础第13页，共22页。解：这是分支管路设计型问题，可沿两分支管路分别计算所 需的z0，从中选取较大者。 为计算满足吸收塔一的供水量水塔应处的高度，在0-0面和1-1面间列机械能衡算方程：总管：573.5mm（30+z0）252.5mm28m15m

5、20kPa(表)1800kg/h2400kg/h常压本科生课程化工原理14第一章 流体力学基础第14页，共22页。通向吸收塔一的支路： 573.5mm（30+z0）252.5mm28m15m20kPa(表)1800kg/h2400kg/h常压将有关数据代入得：解之得： 本科生课程化工原理15第一章 流体力学基础第15页，共22页。通向吸收塔二的支路：573.5mm（30+z0）252.5mm28m15m20kPa(表)1800kg/h2400kg/h常压 再计算为满足吸收塔二的供水量，水塔应处的高度，为此在0-0面和2-2面间列机械能衡算方程：本科生课程化工原理16第一章 流体力学基础第16页

6、，共22页。将有关数据代入得：解之得： 为了同时满足第一、二车间的供水要求，应取z0、z0中较大者，即水塔离地面至少13.9m才行。实际操作时，第一车间供水量可通过关小阀门来调节。 本科生课程化工原理17第一章 流体力学基础第17页，共22页。证明一：通过能量衡算方程求解，与前例题方法同。证明二：（1）k1关小，则V1 减小。 假设V不变V2、V3不变V变小，故假设不成立假设V变大V2、V3变小V变小，故假设不成立现将支路1上的阀门k1关小，则下列流动参数将如何变化？(1)总管流量V、支管1、2、3的流量V1、V2、V3；(2)压力表读数pA、pB。例2 复杂管路的操作型问题分析本科生课程化工

7、原理18第一章 流体力学基础第18页，共22页。V2、V3变大pA变大、pB变小现将支路1上的阀门k1关小，则下列流动参数将如何变化？(1)总管流量V、支管1、2、3的流量V1、V2、V3；(2)压力表读数pA、pB。例2 复杂管路的操作型问题分析本科生课程化工原理19第一章 流体力学基础第19页，共22页。本科生课程化工原理20第一章 流体力学基础第20页，共22页。练习：1、如图所示，一高位水槽下面接有三根水管1、2、3，开始时压力表读数为P，三个支管的流量分别为V1、V2、V3，且V1V2V3。现关闭水管2中阀门，使V2=0，这时压力表读数变为P、水管1、3的流量变为V1、V3。假设所有水管中流动均处于完全湍流区，并且水在同一高度流入大气。试分析比较： (1) P与P的大小； (2)（V1 V1）与（V3 V3）的大小。本科生课程化工原理21第一章 流体力学基础第21页，共22页。2在右图所示的输水系统中，阀A、B和C全开时，各管路的流速分别为uA、uB和uC，现将B阀部分关小，则