电子教案与课件：化工原理ppt上册 第1章5

可压缩流体 输送管路的 计算
简单管路：单一管线（管与管件的串联） 复杂管路：复杂的管网，存在分流与合流
1.7.1阻力对管内流动的影响
简单管路
gz1
u12 2
p1
gz2
u
2 2
2
p2
hf
hf hf1A hfAB hfB2
阀关小：
1.ζ 增大,hfA-B增大,qv减小 2.hf1-A减小,pA增大 3.hfB-2减小,pB减小
结论: 1.任何局部阻力系数的增加将使管内的流量下降
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.阻力损失总是表现为流体机械能的降低
分支管路
阀A关小,ζA增大 总流量Vs下降,压强上升 0-2面,P0上升,Vs2下降 0-3面,P0上升, ζB不变,Vs3
增加
结论: 关小阀门使所在的支管流量下降,与之平行的支管内流量上升, 但总管的流量还是减少。
例题Biblioteka Baidu
已知：
WA=10800Kg/h, PA=9.807×105 Pa（表） WB=6400Kg/h, PB=118×104 Pa（表）
ρ=710 Kg/m3, PC=49.0×103 Pa(表), ∑hf 1-2= 20J/Kg ∑hf 2-3=60J/Kg 、 ∑hf 2-4=50J/Kg、 η =60‰。
求:轴功率N=?
解：伯努利方程：
gz1
u12 2
p1
We
gz2
u22 2
p2
hf
设E为任一截面的机械能总和; E gZ u2 / 2 p /
We =E2 -9.81×5+20- 49.0×103 /710= E2 – 98.06
E3 =9.81×37+ 9.807×105 /710=1744 J/Kg E4 =9.81×30+ 118×104 /710=1956 J/Kg
给定条件:管长L,材料(ε)及管件(Σζ) ,需液点的势能 需要“选择”或“优化”
➢简单管路的操作型计算
1给定条件：d,L, Σζ, ε,p1,z1,p2,z2求 qv
方法:使用机械能守恒和损失计算得出λ和u,求qv 需要使用试差或迭代.
2给定条件:d,L, Σζ, ε,p2,z2,qV求p1或z1 机械能衡算与阻力计算
由设备A的输送要求，即2-3间列方程得：
E2=E3 + ∑hf2-3=1744+60=1804 J/Kg
由设备B的输送要求，即2-4间列方程得：
E2=E4 + ∑hf2-4=1956+50=2006 J/Kg 同时保证两支管中的输送任务，取E2=2006J/Kg, 则：
We = E2 – 98.06=2006-98.06=1908 J/Kg Ws=4.78Kg/s; Ne=1908×4.78=9120 W=9.12KW; N= 9.12/0.6=15.2KW
并联管路与分支管路
并联管路（a) 物料衡算关系：qmA=qmB=qm1+qm2+qm3 能量衡算关系： hf1= hf2= hf3 阻力大的支管流量小
分支管路(b) 物料衡算关系： qm=qmA+qmB;ρ不变时 , qv=qVA+qVB 能量衡算关系： Ec=EA+hfA =EB+ hfB
E gZ u2 / 2 p /
边界层及边界层的分离 管中流体的速度分布
阻力损失
阻力=直管阻力+局部阻力 直管阻力
层流时的阻力计算 湍流时的分析(因次分析法的使用) 磨擦系数λ的求法(关系图)
局部阻力
局部阻力系数法 当量长度法 阻力损失的计算
1.7 管路计算
不可压缩流 体输送管路 的计算
连续性方程 机械能衡算式 阻力损失计算式 气体状态方程
极端情况:
总管阻力<<支管阻力
总管阻力>>支管阻力
❖汇合管路
阀门关 Vs3下降,p0增加 Vs1,Vs2同时下降，Vs2下降快 关小至一定程度Vs2=0,再关小 Vs2<0
1.7.2管路计算
➢简单管路的数学描述
连续性方程(质量守恒) 机械能衡算式 阻力损失计算式
➢简单管路的设计型计算
要求:规定输送量qV,确定最经济的管径d及须由供液 点提供的势能