6 管路计算及习题讲解解析

（1） （2） （3）
设计型问题 — 选定流程和工艺参数、作出设计计算结果。 操作性问题 — 作出设备选型计算或对设备进行核算。
上面给出的三个独立方程包含12个独立变量： Vs ，d，u，z1，z 2，p1，p2，we，
，l， ，e ，需给出9个变量，才能解出另外3个变量。
注意：u1，u2，d1，d 2 为非独立变量，而ρ，μ 为常数。
VAO VOB VOC
AO f 1 ( Re ， / d ) A OB f 1 ( Re ， / d ) B OC f 1 ( Re ， / d )C
至于OB管内的实际流向可以通过解上述方程组所得结果加以验证，如uB＞0，
则所设正确；如uB＜0，则实际流向与所设反向。
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管路计算及例题讲解
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对右图工程上常见的分支管路（三水槽系统）有：
2 z A zO pO / g uO / 2 g hf ( A O ) 2 zO pO / g uO / 2 g z B hf ( O B ) 2 zO pO / g uO / 2 g zC hf ( O C )
(2)汇合管路 流体沿支路A或B经汇合点O流向总管时在汇合点O处的局部阻力损
失应包含在 ( wf ) AO 或 ( wf )BO 中。
VC VA VB E t A E t C ( w f ) AO ( w f )OC E t B E t C ( w f ) BO ( wf )OC
we，d，l，z1，z 2，p1，p2，e， ，核算 Vs = ？, 有唯一解 给出9个变量：
试差求解的方法和步骤 用式(2) 设设 2 V s 4 d u (1) 2 p u 2 l le u we (2) g z 2 d 2 e f Re, (3) d
二、管路计算的设计型问题与操作型问题
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设 计 性 问 题
Vs，l，z1，z 2，p1，p2，e， ， 确定 we = ？ 给出8个变量：
剩下4个变量：u，d，，we， 工程上首先优选出 u， u d we
关于u 的优化问题
1 u 则d 操作费 ，设备费 Vs d 对一定输送任务Vs 有： u u 则d 操作费 ，设备费
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操 作 性 问 题
， Vs， 为求Vs ，必须知道 u，直接求解困难，需试 剩下3个变量： u，
差或迭代。
u
Re
用式(3) 否

重设 设
设 百度文库?
是 用式(1) 3/21
Vs
管路计算及例题讲解
三、简单管路与复杂管路
按布置情况 管路计算 简单管路计算 复杂管路计算 设计型计算 操作型计算
按设计目的
简单管路：简单管路是指由不同管径的管道与管件串联而成的系统。 复杂管路：在此只讨论工程上常见的分支、汇合及并联管路的计算问题，至于 更复杂的管路网络及流量分配管系等问题可参阅有关专著，本课不予涉及。 （一）分支与汇合管路 对于分支与汇合管路，不管是哪种情况，在交点O处的流体都有能量交换与损 失问题。工程上采用两种方法处理交点O处的能量损失与交换问题： 1.把单位质量流体流过O点的能量损失作为一个三通的局部阻力，由实验测得其 局部阻力系数ζ。 2.如管路较长（L/d >1000），此时直管沿程阻力较大，三通局部阻力相对很小， 可以忽略，越过O点进行计算。
第六讲 管路计算及例题讲解
一、管路计算的依据与独立变量
二、管路计算的设计型问题与操作型问题 三、简单管路与复杂管路 四、可压缩流体的管路计算 五、例题讲解
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管路计算及例题讲解
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一、管路计算的依据与独立变量
基本物理定律 — 三个守衡定律。 过程特征方程 — 牛顿粘性定律： (du / dy ) 2 2 连续性方程： Vs d 2 u （u1d1 u2d 2 ud 2） 4 l le u 2 计算的依据 柏努利方程： p u 2 gz we d 2 （过程描述） 2 阻力关系式： f Re, e / d 依据的原理 （过程分析） 解决的问题 （过程计算）
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（二）并联管路
VA VB VC VD E tA E tE ( wf ) AO ( wf )OBP ( wf ) PE E tA E tE ( wf ) AO ( wf )OCP ( wf ) PE E tA E tE ( wf ) AO ( wf )ODP ( wf ) PE
比较上面三式可知： ( wf )OBP ( wf )OCP ( wf )ODP 说明，关联管系各支管流动阻力损失相等，这是并联管路的主要特征。 复杂管路的特点 对不可压缩流体： （1）对不可压缩流体，总管流量等于各支管流量之和； （2）对任一支管，在分支前(或汇合后)单位质量流体所具有的机械能相同； （3）并联管路中各支路的流动阻力损失相等； 对可压缩流体，除前述关系式外，还需要有表征过程性质的状态方程。
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(1)分支管路 流体由O点经分支点流向支路B或C时在分支点处的局部阻力损失应 包含在 ( wf )OB 或 ( wf )OC 中。
VA VB VC E tA E tB ( wf ) AO ( wf )OB E tA E tC ( wf ) AO ( wf )OC