环工工原理流体流动管路计算文稿演示

hf02 hfbblb d blebu 2 b 2
b
84 ub2 0.072 2
583.3bub2
代入(b)式
2.5 5 3.1 2a 8 u a 25.8 3b 3 u b 2
ua
58.33bub 22.5 31.28a
d
由c式得： Vs 4da2ua4db2ub
550.0626 ua0.0722 ub
b）整个管路的阻力损失等于各管段直管阻力损失之和
hf hf1hf2
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1.0×10-3Pa·s，钢管的绝对粗糙度为
0.2mm。
分析： d 4V s u
求d
u
Vs d2
解：设a、b两槽的水 1
面分别为截面1-1′与22′,分叉处的截面为00′,分别在0-0′与1-1′间
1 a
2.6m
2
2
、0-0′与2-2′间列柏努 利方程式
b o
g0Z u 2 0 2p0g1Z u 2 1 2p1 hf,0 1
g0Z u 2 0 2p0g2Z u 2 2 2p2 hf,02
Rbedbub/ 96120
/d
0.0028
0.0275 2.07 120600 0.0028
0.0273 1.99 115900
0.0028
由图查得的λb值
0.0274 0.027 0.0271
由式d算出的ua，m/s 1.45
2.19
2.07
结论
假设值偏高 假设值偏低 假设值可以接受
小结： 分支管路的特点：
0.06262.1360025.9m3/h
4
V b5 5 2.9 52.1 9 m 3/h
次数 项目
1
2
3
假设的ua，m/s
Raedaua/
/d
2.5 133500 0.003
2
106800 0.003
2.1 112100 0.003
由图查得的λa值 0.0271
由式e算出的ub，m/s 1.65
1）单位质量流体在两支管流动终了时的总机械能与能 量损失之和相等，且等于分支点处的总机械能。
E 1 h f0 1 E 2 h f0 2 E 0
2）主管流量等于两支管流量之和
Vs VsaVsb
2、并联管路
如本题附图所示的并联管路中，支管1是直径2”的普 通钢管，长度为30m，支管2是直径为3”的普通钢管，长 度为50m，总管路中水的流量为60m3/h，试求水在两支管 中的流量，各支管的长度均包括局部阻力的当量长度，且 取两支管的λ相等。
查图得：0.027与初设值不同，用此λ值重新计算
4.50.02770(0.0d210)62 d 2g
解得： d 0 .0m 7u 5 1 .8m 8 /s4
R e0.071 .05 1 .818 0 34 1001041300
0.2103 0.0027
d 0.075
查图得： 0.027与初设值相同。计算结果为：
u、d、λ均未知，用试差法，λ值的变化范围较小，以λ为
试差变量
假设λ=0.025
由H f
l
d
u2 2g
得4.50.02570(0.0d210)62 d 2g
解得：d=0.074m，u=1.933m/s
Re
du
0.071.401.9130 331000143035
0.2103 0.0027
d 0.074
d 0 .0m 7u 5 1 .8m 8 /s4
按管道产品的规格，可以选用3英寸管，尺寸为 φ88.5×4mm内径为80.5mm。此管可满足要求，且压头损 失不会超过4.5mH2O。
三、复杂管路的计算
1、分支管路 例：12℃的水在本题附图所示的管路系统中流动。已
知左侧支管的直径为φ70×2mm，直管长度及管件，阀门 的 当 量 长 度 之 和 为 42 m， 右侧 支管的直径为 φ76×2mm 直管长度及管件，阀门的当量长度之和为84 m。连接两支 管的三通及管路出口的局部阻力可以忽略不计。a、b两槽 的水面维持恒定，且两水面间的垂直距离为2.6m，若总流 量为55m3/h，试求流往两槽的水量。 取管壁的绝对粗糙度 为0.2mm，水的密度1000kg/m3，查附录得粘度1.263mPa.s
g1 Z u 2 1 2 p 1 h f0 1 g2 Z u 2 2 2 p 2 h f,0 2 a
表明：单位质量流体在两支管流动终了时的总机械能与能 量损失之和相等，且等于分支点处的总机械能。
E 1 h f0 1 E 2 h f0 2 E 0
若以截面2-2’为基准水平面
p 1 p 2 ,u 1 u 2 0 ,Z 1 2 . 6 m ,Z 2 0
代入式(a)
9 . 8 2 . 6 1 h f 0 1 2 . 5 h 5 f 0 1 h f 0 2 b
由连续性方程，主管流量等于两支管流量之和，即：
Vs VsaVsb
(c)
又 hf01hfaala d aleau2 a 2
a
42 ua2 0.066 2
31.82aua2
环工工原理流体流动管路计算文稿演示
环工工原理流体流动管路计算
三种计算：
1）已知流量和管器尺寸，管件， 计算管路系统的阻力损失 2） 给定流量、管长、所需管件 和允许压降，计算管路直径
3）已知管道尺寸，管件和允许 压强降，求管道中流体的流速或 流量
直接计算
d、u未知
试差法 或迭代
Re 无 法 求 法
4
Hf
l
d
u2 2g
求u
u、d、λ未知
试差法
设初值λ
求出d、u
修正λ 否
Redu/
计f(Re/d,)
比较λ计与初值λ是否接近 是
Vs
4
d 2u
解：
根据已知条件 l 7m ， 0 H f 4 .5 m 2 O ， H V s 3m 3 0 /h
u
Vs d
2
30 4
3600d2
wenku.baidu.com
0.0106 d2
4
3600 4
u D 3 . 7 0 . 8 5 u a4
e
d、e两个方程式中，有四个未知数。必须要有λa～ua、λb
～ub的关系才能解出四个未知数，而湍流时λ～u的关系通常 又以曲线表示，故要借助试差法求解。 最后试差结果为：
u a 2 .1 m /s,u b 1 .9m 9 /s
Va
4
d2ua
λ无法确定
二、简单管路的计算
管路
简单管路 流体从入口到出口是在一条管路中流动 的，没有出现流体的分支或汇合的情况 串联管路：不同管径管道连接成的管路
复杂管路 存在流体的分流或合流的管路 分支管路、并联管路
1、串联管路的主要特点
a) 通过各管段的质量不变，对于不可压缩性流体
V S1V S2V S3V S常数