流体力学及流体机械课件-项目一 任务2
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《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
二、管路压力的计算
2、静压的计算
液体静力学基本方程
p1 p0 g(z0 z1) p0 gh
>方程的特点
(1)静力学基本方程中 g和 为p0定值，唯一的变化量是h。因而静力学基本
方程是一个直线方程，说明静止液体的压力分布是随深度按直线规律变化的， 越深的地方，液体压力越大； (2)静止液体的压力大小与容器的形状无关； (3)液体中深度相同的各点压力相等，因此水平面也是等压面。
4
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
例 1-4
d1 2.5cm d2 4cm d3 8cm
（1）当流量为4 L/s时，求各管段的平均流速； （2）流量增至8 L/s，或减少至2 L/s时，平均流速如何变化？
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
三、管路管径的计算
3、管径的计算和选择
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
一、管路材料的选择
常用水管种类
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
一、管路材料的选择
常用水管特点 PEXC管：卫生等级高，性能好，因生产工艺复杂、投资 成本较高，欧洲常用，但国内少；是热泵热水器输送水 管的理想选择； 镀锌管：不耐腐蚀，禁用； PVC管：不抗冻和耐热，不能用作水管，用于电线绝缘 管和排污管； 铝塑管：质轻、耐用，施工方便，热泵热水器中大量使 用；时间长了易漏水； PPR管：性能优越，耐压、耐腐蚀，寿命长，冷热水管 的理想选择； 铜管：价格贵、施工需焊接，不耐腐蚀。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
三、管路管径的计算
公称直径(nominal diameter) :
又称平均外径(mean outside diameter)。 指标准化以后的标准 直径，以DN表示，单位mm，例如外径1200mm的容器的公称直 径标记为DN1200。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
任务实施：
供水管路
用水管路 （主管） 用水管路 （支管）
最高
最高静压 水流 管路 管径 管长 生产厂家
静压力点
力值 速度 材料
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
任务2结束
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
顺德职业技术学院
项目一 任务2 管路材料和尺寸的确定
任务2 管路材料和尺寸的确定
任务要求：为系统确定合适的管路材料和尺寸（管径）。 任务分析：要确定管材，需要对市面上常见的几种管材，如 PVC、PPR、铜管、镀锌管、铝塑管、PEXC等，针对流行趋 势、卫生要求、性价比等方面进行比较，当然管材的耐压性也 是一个关键方面，因此需要计算管路中的静压力值。而对于管 径的选择，一方面要通过计算确定管径，另一方面应选择企业 生产的系列产品，即管径应是标准公称管径。
12cm。（1）当pB=68950Pa时，pA等于多少？（2）当 pA=137900 Pa，且大气压力计的读数为720mm汞柱时，求B
点的表压力为多少米水柱？
求解步骤：
⑴确定相同液体同高度的等压面，如0-0； ⑵写出每个等压面的压力表达式； ⑶令等压面压力相等，得到求解未知点压力的方程式； ⑷解此方程计算未知压力，注意单位的换算和统一。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
例 1-3 图中的管道充满了油，已知油的密度为水的0.85倍， 求A和B的表压力。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博Βιβλιοθήκη Baidu 副教授
三、管路管径的计算
1、流量与平均流速的概念
流量：单位时间内通过过流断面的流体体积或质量分别称
为流体的体积流量和质量流量，相应单位为m3/s和kg/s ，记为q和qm。
平均流速：由于流体粘性力的作用，过流断面上各点的
速度不等。所以，工程实践中常使用断面平均流速，按平均 流速计算的流量应与真实流量q相等，即
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
三、管路管径的计算
2、质量守恒方程
单通道
q1 v1 A1
q2 v2
A2
v1 A2 v2 A1
分流及合流
*不可压缩流体 q vA v d 2
流速值的选用视给水管道所能提供的压力而定，压力充 足，流速可选大些，反之，流速应选小些。室内给水管 道一般所采用的流速为:
室内支管：0.6~1.0m/s； 立管及干管： 1.0~1.5m/s； 生活或生产给水管道中的流速不宜大于2.0m/s。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
三、管路管径的计算
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
二、管路压力的计算
1、压力分类
流体压力分为静压和动压两种。
（1）在管壁处水流速度微小，水柱高度受流速影 响
很小，称之为“静压”。
（2）在中心处水流速度高，且由于入口迎向水流 ，
水流速度对水柱高度产生影响，称之为“动压” 。
（3）对于管路的承压特性，一般用静压来表示。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
二、管路压力的计算
3、连通器静压计算
（1）连通器中同一种液体相同高度的两个液面 压力相等；
（2）连通器的两段液柱间有气体时，应注意到 气体空间各点压力相等；
（3）连通器中若装有相同的液体，但两边液面上 的压力不等，则承受压力较高的一侧液面位 置较低，承受压力较低的一侧液面位置较高
（4）连通器中装有密度不同而又互不相混的两 种液体，且两侧液面上压力相等时，密度较小液 体的一侧液面较高，密度较大液《制体冷的流体一机侧械》液授面课：较余低华明。博士 副教授
例 1-1
如图，液体1和液体3的密度相等， 1g =83g.14kN/m，液体
2 =1323g.3 KN/m3。已知：h1=16cm， h2= 8cm， h3=
管径的选择步骤为： （1）根据规范或实际需要确定一个流速； （2）结合流量需求和已确定的流速计算管径，此计算
结果为内径； （3）在企业系列产品中选择一个最接近此内径数据的
产品，以公称直径作为型号标示；
（4）以选定的产品内径尺寸结合流量需求重新计算管 内流速，如果流速超出限定范围则说明选型错误， 需要重新选型和校核计算，直到满足要求为止。
二、管路压力的计算
2、静压的计算
液体静力学基本方程
p1 p0 g(z0 z1) p0 gh
>方程的特点
(1)静力学基本方程中 g和 为p0定值，唯一的变化量是h。因而静力学基本
方程是一个直线方程，说明静止液体的压力分布是随深度按直线规律变化的， 越深的地方，液体压力越大； (2)静止液体的压力大小与容器的形状无关； (3)液体中深度相同的各点压力相等，因此水平面也是等压面。
4
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
例 1-4
d1 2.5cm d2 4cm d3 8cm
（1）当流量为4 L/s时，求各管段的平均流速； （2）流量增至8 L/s，或减少至2 L/s时，平均流速如何变化？
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三、管路管径的计算
3、管径的计算和选择
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
一、管路材料的选择
常用水管种类
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
一、管路材料的选择
常用水管特点 PEXC管：卫生等级高，性能好，因生产工艺复杂、投资 成本较高，欧洲常用，但国内少；是热泵热水器输送水 管的理想选择； 镀锌管：不耐腐蚀，禁用； PVC管：不抗冻和耐热，不能用作水管，用于电线绝缘 管和排污管； 铝塑管：质轻、耐用，施工方便，热泵热水器中大量使 用；时间长了易漏水； PPR管：性能优越，耐压、耐腐蚀，寿命长，冷热水管 的理想选择； 铜管：价格贵、施工需焊接，不耐腐蚀。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
三、管路管径的计算
公称直径(nominal diameter) :
又称平均外径(mean outside diameter)。 指标准化以后的标准 直径，以DN表示，单位mm，例如外径1200mm的容器的公称直 径标记为DN1200。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
任务实施：
供水管路
用水管路 （主管） 用水管路 （支管）
最高
最高静压 水流 管路 管径 管长 生产厂家
静压力点
力值 速度 材料
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
任务2结束
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
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项目一 任务2 管路材料和尺寸的确定
任务2 管路材料和尺寸的确定
任务要求：为系统确定合适的管路材料和尺寸（管径）。 任务分析：要确定管材，需要对市面上常见的几种管材，如 PVC、PPR、铜管、镀锌管、铝塑管、PEXC等，针对流行趋 势、卫生要求、性价比等方面进行比较，当然管材的耐压性也 是一个关键方面，因此需要计算管路中的静压力值。而对于管 径的选择，一方面要通过计算确定管径，另一方面应选择企业 生产的系列产品，即管径应是标准公称管径。
12cm。（1）当pB=68950Pa时，pA等于多少？（2）当 pA=137900 Pa，且大气压力计的读数为720mm汞柱时，求B
点的表压力为多少米水柱？
求解步骤：
⑴确定相同液体同高度的等压面，如0-0； ⑵写出每个等压面的压力表达式； ⑶令等压面压力相等，得到求解未知点压力的方程式； ⑷解此方程计算未知压力，注意单位的换算和统一。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
例 1-3 图中的管道充满了油，已知油的密度为水的0.85倍， 求A和B的表压力。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博Βιβλιοθήκη Baidu 副教授
三、管路管径的计算
1、流量与平均流速的概念
流量：单位时间内通过过流断面的流体体积或质量分别称
为流体的体积流量和质量流量，相应单位为m3/s和kg/s ，记为q和qm。
平均流速：由于流体粘性力的作用，过流断面上各点的
速度不等。所以，工程实践中常使用断面平均流速，按平均 流速计算的流量应与真实流量q相等，即
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
三、管路管径的计算
2、质量守恒方程
单通道
q1 v1 A1
q2 v2
A2
v1 A2 v2 A1
分流及合流
*不可压缩流体 q vA v d 2
流速值的选用视给水管道所能提供的压力而定，压力充 足，流速可选大些，反之，流速应选小些。室内给水管 道一般所采用的流速为:
室内支管：0.6~1.0m/s； 立管及干管： 1.0~1.5m/s； 生活或生产给水管道中的流速不宜大于2.0m/s。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
三、管路管径的计算
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
二、管路压力的计算
1、压力分类
流体压力分为静压和动压两种。
（1）在管壁处水流速度微小，水柱高度受流速影 响
很小，称之为“静压”。
（2）在中心处水流速度高，且由于入口迎向水流 ，
水流速度对水柱高度产生影响，称之为“动压” 。
（3）对于管路的承压特性，一般用静压来表示。
《制冷流体机械》 授课：余华明 博士 副教授
二、管路压力的计算
3、连通器静压计算
（1）连通器中同一种液体相同高度的两个液面 压力相等；
（2）连通器的两段液柱间有气体时，应注意到 气体空间各点压力相等；
（3）连通器中若装有相同的液体，但两边液面上 的压力不等，则承受压力较高的一侧液面位 置较低，承受压力较低的一侧液面位置较高
（4）连通器中装有密度不同而又互不相混的两 种液体，且两侧液面上压力相等时，密度较小液 体的一侧液面较高，密度较大液《制体冷的流体一机侧械》液授面课：较余低华明。博士 副教授
例 1-1
如图，液体1和液体3的密度相等， 1g =83g.14kN/m，液体
2 =1323g.3 KN/m3。已知：h1=16cm， h2= 8cm， h3=
管径的选择步骤为： （1）根据规范或实际需要确定一个流速； （2）结合流量需求和已确定的流速计算管径，此计算
结果为内径； （3）在企业系列产品中选择一个最接近此内径数据的
产品，以公称直径作为型号标示；
（4）以选定的产品内径尺寸结合流量需求重新计算管 内流速，如果流速超出限定范围则说明选型错误， 需要重新选型和校核计算，直到满足要求为止。