幻灯片5目录 第一章流体力学基础 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 143管网简介 1.44可压缩流体的管路计算 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 1/28
浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 1/28 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
14管路计算管路简单管路 复杂管路 已有公式: L 2412 g1++-+W=82++-+W 2 P W=227 +∑ 2 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 2/28
浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 2/28 s wf u p w gz u p gz + + + = + + + 2 2 2 2 1 2 1 1 2 2 u1 A1 = u2 A2 2 2 2 2 u d u l d l l w e f = + + = 1.4 管路计算 已有公式： 复杂管路 简单管路 管路
141简单管路-没有分支和汇合 特点: 、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 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 2 中 ∑ w+wsa+ 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 3/28
浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 3/28 1 1 2 2 1.4.1 简单管路----没有分支和汇合 特点： V1 =V2 = 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 w f = w f 1 + w f 2 + 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
设计型一给定输送任务,要求设计出经济、合理的管 路系统,主要指确定最经济的管径d的大小。 m/4用 总费用 操作型 操作费 设备费 平均流速u 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 4/28
浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 4/28 1 1 2 2 操作型 设计型 ----给定输送任务，要求设计出经济、合理的管 路系统，主要指确定最经济的管径 d 的大小。 u 4 V d = 总费用 操作费 设备费 uopt 平均流速 u
表14-1某些流体的适宜的经济流速范围 流体类别 常用流速范围,m 流体类别常用流速范围,m 水及一般液体 压强较高的气体 15~25 粘度较大的液体 0.5~1 饱和水蒸汽:8大气压以下 40~60 低压气体 8~15 3大气压以下 20~40 易燃、易爆的低压气体 过热水蒸气 30~50 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 5/28
浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 5/28 表 1.4-1 某些流体的适宜的经济流速范围 流体类别 常用流速范围，m/s 流体类别 常用流速范围，m/s 水及一般液体 粘度较大的液体 低压气体 易燃、易爆的低压气体 1 3 0.5 1 8 15 <8 压强较高的气体 饱和水蒸汽：8 大气压以下 3 大气压以下 过热水蒸气 15 25 40 60 20 40 30 50
说明:订正教材P56第3、4行 首先假设流动处在完全湍流区,假设λ的初始值为入=0.03,由 式2得: d=003876m Re p1000×3/36001.056×10 =2.724×10 ×1.005×10-3d 属湍流。再取ε=0.3mm,贝 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 6/28
浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 6/28 说明：订正教材P56第3、4行 首先假设流动处在完全湍流区，假设的初始值为=0.03，由 式2得： m 属湍流。再取=0.3mm，则 d = 0.03876 4 3 3 2.724 10 1.056 10 1.005 10 4 1000 3 3600 4 Re = = = = = − d d d du V
设计型 操作型一管路系统已定,要求核算出在操作条件改变时管路系 统的输送能力或某项技术指标。 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 7/28
浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 7/28 -----管路系统已定，要求核算出在操作条件改变时管路系 统的输送能力或某项技术指标。 1 1 2 2 操作型 设计型
例1简单管路的操作型问题分析举例 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pApB、摩擦损失W(包括出口) 何变化? 解:1-1面和22面(出口截面外测)间有: 1,+++1 Et 2 不变不变 入一般变化很小,可近似认为是常数 1-1面、A-A面间 E P+4+4+∑ PA PB 十 2 2 B-B面、2-2面: A B 2 +元+∑5 2 注:教材P57第7行订正 个(包括出口阻力损失在内)不变 括号中的1去掉 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 8/28
浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 8/28 例 1 简单管路的操作型问题分析举例 1 1 pA pB 2 A B 2 2 1 2 2 1 2 u d l Et Et = + + + 一般变化很小，可近似认为是常数 1-1 面、A-A 面间2 2 2 1 2 1 A A A A u d p u l Et − = + + + B-B 面、2-2 面： 2 2 2 2 2 u d p p l B B − = + + wf（包括出口阻力损失在内）不变 注：教材P57第7行订正 括号中的1去掉 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
结论: 简单管路中局部阻力系数↑,如阀门关小匚◆管内流量↓, 阀门上游压力个 下游压力。 这个规律具有普遍性。 思考:若阀门开大又如何? 管内流量个,阀门上游压力,下游压力个。 p pB 2 浙江大学本科生课程 B 化工原理 第一章流体力学基础 282 9/2
浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 9/28 1 1 p A p B 2 A B 2 结论： 简单管路中局部阻力系数，如阀门关小 管内流量， 阀门上游压力 ， 下游压力 。 这个规律具有普遍性。 思考：若阀门开大又如何？ 管内流量，阀门上游压力，下游压力
14.2复杂管路-有分支和汇 D F B (a)并联管路 (b)分支或汇合管路 并联管路的特点: Et,= Et,+w 1.总管流量等于并联各支管流量之 Et,= Et +w 和,对不可压缩均质流体,则有 +V,+ Et,= EtB+wr 2.并联的各支管摩擦损失相等/思考:并联管路的控制体 n=wyn2=wy3="why?如何选取?机械能衡算方 程如何列? 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 10/28
浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 10/28 V1 V V2 A B V3 (a)并联管路 (b)分支或汇合管路 E V3 V A B V2 D F V4 V1 C 并联管路的特点： 1．总管流量等于并联各支管流量之 和，对不可压缩均质流体，则有 V = V1 +V2 +V3 2．并联的各支管摩擦损失相等，即 w f 1 = w f 2 = w f 3 = w f why？ 3 2 1 A B f A B f A B f Et Et w Et Et w Et Et w = + = + = + 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？