6管路计算(多媒体教案).ppt

1、第1页,主要内容： 1.6.1 简单管路 1.6.2 复杂管路 1.6.3 简单管路计算 1.6.4 例题,第2页,1.6.1 简单管路 简单管路是指流体从入口到出口是在一条管路 中流动，无分支或汇合的情形。 （1）等径直管:由直径相等的直管组成的管路 （2）串联管路:由直径不相等的直管串联组成的管路,第3页,简单管路的基本特点： （1）流体在定态流动时，通过各管段的质量流量不变，对于不可压缩性流体，则体积流量也不变，即： （2）整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和，即：,第4页,1.6.2 复杂管路 1.6.2.1 并联管路 在主管某处分成几支，然后又汇合成一主管路。,第5页,（1）特点

2、： 主管中的流量为并联的各支管流量之和，对于 不可压缩流体，即 并联管路中中各支管的能量损失均相等，即 （2）流量分配：,第6页,1.6.2.2 分支管路 流体在主管处有分支，但各分支不再汇合 1.6.2.3 汇合管路 各分支在主管处有汇合,第7页,对于分支管路和汇合管路，有以下特点： 总管流量等于各分支管流量之和，对于不可压缩性流体，有 流体在各支管流动终了时的总机械能与能量损失之和必相等，即,第8页,1.6.3 简单管路计算,第9页,该方程组中包括14个变量： qV, u, p1, z1, We, p2, z2 d, l, , , 现方程组有3个独立的方程，可求解3个未知量。 （怎么求？）

3、,操作参数,设备参数,物性参数,第10页,（1）简单管路的设计型计算 设计要求：规定某种流体（、）的输送量qV，确定一个经济管径d 及供液点应提供的位头z1 （或静压强p1） 给定条件： qV ,（3个） p1（或z1）, We, p2, z2, l, ,（7个） 待求量：u , z1 （或p1）, d ,（4个） 方程组仍无定解。,第11页,如果：能补充1个条件，就能满足方程的求解要求。 分析： u, d, ， z1 （或p1） 那么：补充的条件就是流速。 常用范围常见书P47 表1 - 4。 比如：水及一般液体的流速范围为1 - 3m/s 讨论：u d 设备费用 流动阻力 操作费用,第12

4、页,（2）简单管路的操作型计算 计算目的：确定管路中流体的流速u及供液量qv； 给定条件：p1, z1, We, p2, z2 , d, l, , , , （11个） 待求量： qV , u, （3个），有解 计算目的：供液点和需液点的相对位置z 或完成输送任务所需的We ； 给定条件：qV, p1, We, p2, d, l, , , , ， z1(或z2) （11个） 待求量： z1(或z2，we), u, （3个），有解,第13页,怎么计算： 由于与u 呈十分复杂的函数关系，难于求解， 工程上常采用试差法来解。 试差步骤： （a）根据伯努利方程列出试差等式。 （b）试差：（阻力平方区和层

5、流？）,第14页,（3）阻力对管内流动的影响,第15页,如图所示，设各段的管径相同，高位槽内液面保 持恒定，液体做定态的流动。该管路的阻力损失由三 部分组成： 。其中 是阀门 的局部阻力。当阀门全开时，各截面的压力分别为 。 问： 当阀门由全开转为半开，上述各处的流动参数发 生如何变化？ （u ,pB ,pC ）,第16页,结论： （1）阀门关小，局部阻力系数的增加，阻力增大，将 使管内各处的流速下降，流量下降； （2）下游阻力增大将使上游压强上升； （3）上游阻力增大将使下游压强下降； （4）在任何时刻，阻力损失表现为流体势能 （以压强 p 表示）的降低。 （5）管路中任一处的变化必将带来总

6、体的变化，因此 管路系统必须当作整体来考虑。,第17页,例1：常温水在一根水平钢管中流过，管长为80m，要 求输水量为40 m3/h，管路系统允许的压头损失为4m， 取水的密度为1000kg/m3，粘度为110-3Pas，试确定 合适的管子。（设钢管的绝对粗糙度为0.2mm）,1.6.4 例题,第18页,例2：粘度为30cP、密度为 900kg/m3的某油品自容器 A流过内径40mm 的管路 进入容器B。两容器均为 敞口，液面视为不变。管 路中有一阀门，阀前管长 50m，阀后管长20m（均 包括所有局部阻力的当量 长度）。,第19页,当阀门全关时，阀前后 的压力表读数分别为 88.3kPa和4

7、4.2kPa。现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m。 试求： 管路中油品的流量。,第20页,例3：如图所示，从自来水总管接一管段AB向实验楼 供水，在B处分成两路各通向一楼和二楼。两支路各 安装一球形阀，出口分别为C和D。已知管段AB、BC和 BD的长度分别为100m、10m和20m（仅包括管件的当量 长度），管内径皆为30mm。,第21页,假定总管在A处的表压为0.343MPa，不考虑分支点B处 的动能交换和能量损失，且可认为各管段内的流动均 进入阻力平方区，摩擦系数皆为0.03，试求： （1）D阀关闭，C阀全开=6.4时，BC管的流量为多少 （2）D阀全开，C阀关小至流量减半时，BD管的流量为 多少？总管流量又为多少？,第22页,例4：槽内水面维持不 变，水从D、C两支管排 出。各管段的直径、 粗糙度相同，槽内水面 与两支管出口垂直距离 相等。水在管内达完全 湍流状态。,第23页,试分析： （1）两阀全开时，两支管的流量是否相等？ （2）若关D阀，C支管内水的流量有何变化？ （3）当D阀关闭时，主管B处的压强比两阀全开时的压强增加还是减少?,第24页,思考题： 1、如图所示