化工原理（第2版）上册 课件 2-4 流体输送问题的解决

1第2章流体输送－流体输送问题的解决流体输送问题的解决2.4.1管路分析2.4.2设计型问题的解决2.4.3操作型问题的解决22.4.1管路分析1简单管路：一根管，没有分支与汇合，可以有管径的变化。(1)管路的三要素

管路配置:

动力:

流量qV；互相关系:

(3)阀门开度变化的影响33’44’1-1’~2-2’:1-1’~3-3’:关小阀门，阀后:p4

关小阀门，整个管路Hf,1-2？阀门自身：Hf,阀

如果He=0，

如果He

0，但P

阀前:p3

，Hf,1-3

；，Hf,4-2

；Hf,1-2不变；，Hf,1-2

，动力用于克服流动阻力第2章流体输送－流体输送问题的解决－管路分析

1,2N(2)动力＝流动阻力qV一定时，管路配置

He+

1,2；NHe+

1,2N管路配置一定时，He+

1,2

qVN4-4’~2-2’:32复杂管路(1)qm=

qmi，qV=

qVi(2)分、汇处局部阻力的处理方法方法：引入局部阻力系数

或当量长度le方法：忽略！——l/d>1000时(3)

支路之间的相互影响pS

关小支阀，自qV

,它支qV

,干路qV

C支路：NS--3

关小阀D:

qVC

复杂管路：存在分支和(或汇合)干路:特性曲线截距增大，向上平移工作点，AB，流量减小干路(现)泵BHqV干路(原)A，由多条简单管路构成第2章流体输送－流体输送问题的解决－管路分析，qvii

的配置和i支路的(He)+Ni4(4)

支路间互相影响的极端情况关小D阀：qVC

某支变，它支流量变化明显—支路间互相影响大

If干路阻力

>>支路阻力(K干>>K支)

If干路阻力<<支路阻力(K干<<K支)第2章流体输送－流体输送问题的解决－管路分析K值越小(大)，qV

对(He+N)的变化越(不)敏感

干路：1-S(A)；支路S-2(D)、S-3(C)，且因KC很小，qVC变化很明显qVA

，但因KA很大，qVA变化很不明显，干路不受影响关小D阀：qVC

，但因KC很大，qVC变化很不明显qVA

，因KA很小，qVA变化很明显某支变，它支流量基本不变—支路间互相影响不大，支路的变化由干路承受5A~C

(5)取截面，列衡式，跨過分、汇点？跨分、汇点，支路机械能损失只计其一(6)并联管路

分配流量第2章流体输送－流体输送问题的解决－管路分析A~C：衡算式？A~G：衡算式？各支路Hf相等

CDA~B：B~C：相加：Hf,ABHf,BC支路1：支路2：支路3：61管径的确定根据经验选定uu选得低，d

，设备费

，操作费

u选得高，d

设备费，操作费

存在最优(最经济)u，使总费用最低选u时要考虑的其他方面：确定管径的一般步骤：选择u02.4.2设计型问题第2章流体输送－输送问题的解决－设计型问题u费用设备费用操作费用总费用uopt

液体：

气体：设计型问题：由输送任务(流量)确定①管路配置；是否含颗粒；黏度是否过大；是否易获高压；管道是否真空。d0d按标准圆整u②外加机械能；③输送设备型号。7He=?(2)复杂管路求所需He？第2章流体输送－输送问题的解决－设计型问题跨过分支点写衡算式2外加机械能(或位差、压差)的确定管路配置已定，(1)简单管路

Pe

pHe(

N1-2已知)

N1-2(He=0)

z

A~C：A~F：A~G：(He＝0)

He或

NAC

He或

NAF

He或

NAD取最大(

i已知)

zA或pA

zA或pA

zA或pA8第2章流体输送－输送问题的解决－设计型问题3输送设备的选择流量~压头(风压)关系明显

(qV，He)和流体的性质

设备类型

确定管路流量qv

生产任务

qv,机械能衡算式管路所需压头(风压)，He(pte=We)。

选型号

离心风机：多个满足，选处于高效区或效率最高的(qV，He)——输送任务——适合将衡算式算出的pte

=1.2的值在qv下，设备提供H(pt)等于或稍大于管路所需要的He(pte)(以离心式为例)9

估计

0假定处在阻力平方区，

/d

曲线水平段纵坐标标

0

Kd不同分段算K

u

Re，查图

|

-

0|<精度？Yes,试差结束本轮的qV即为所求No!重估

0(常令

0=

)，返回

2.4.3操作型问题的解决第2章流体输送－输送问题的解决－操作型问题操作型问题：管路配置、动力已知，求管路流量

~Re~qv(u)——湍流时，只有近似解的方程或图

qV(u)，(

)湍流时，变量试差过程：。流动型态未知时，试差！(Re>4000时，才有效)——情形试差假定型态……不带输送设备的简单管路——变量试差

0——获得值10

已知或能确定在阻力平方区，

与qV(u)无关，

/d

K

如很可能层流，则假定层流，

=64

/(du

)

K(

)

ReYes,qV为所求No，变量试差

qV

已知管内为层流，则无需试差第2章流体输送－输送问题的解决－操作型问题

复杂管路：

习题求qv，但常给定

qV(

很大或d很小)<2000?一条干路+n条支路，A~分支点~i，n个机械能衡算式1个物料衡算式

干＝(qV干,(/d)干)，

i＝(qVi,(/d)i)n+1个摩擦系数关系式……12i……nA估

i,0,

干,0(共n+1)

n个机械能衡算式

qV干,qVi(u